不同初始条件对砂含水率测试精度的影响研究

混凝土在实际生产过程中，由于受到原材料质量、计量误差、设备工况、环境条件等生产因素的影响，特别是骨料含水率的影响，常常会发生超出标准规定的异常质量波动，迫使生产人员对混凝土生产配合比进行人为干预[1]。其中，砂的含水率测定已经成为混凝土用水量控制的关键环节，它直接影响了混凝土拌和物的稳定性[2]。如砂含水率高时，为了满足混凝土拌和物的稳定性要求，水胶比、胶砂比和砂率等混凝土配合比参数均需要进行实时调整。然而，目前砂含水率测试主要采用人工取样烘干法，该方法在含水率测试方面存在测试时间长、取样代表性差和测试结果滞后等问题，难以满足现场混凝土配合比参数实时调整的需求，无法实现混凝土拌和物稳定性的有效控制。为了满足含水率实时测试的需求，众多研究人员开展了含水率在线测定仪的试验与开发研究[3-6]。目前研究主要基于电阻法、电容法、红外法和微波法等测试原理进行含水率的测试研究。其中，电阻法利用湿砂中水分的电导性来进行含水率的测量，虽然测量仪器价格相对较低，但是其测量过程中结果易受到环境温度及水分中盐类离子浓度的影响，导致测量结果准确度不高；电容法则是利用砂中水分的导电性将非电量参数转化为电量变化而形成的电容器进行含水率测量，其原理简单，仪器价格低，但由于电容受温度影响较大，而且水分中的盐离子也会对其造成影响，故测量精度也不高；红外法虽然可以实现非接触式在线测量，但其测试结果易受物料颜色影响，测量结果很难反映物料内部真实含水率，且仪器造价高，维护复杂；微波法测量含水率既可以采用接触式测量，又能实现非接触式在线测量，且微波穿透力强，在电路中增加滤波及温度补偿电路后，明显降低了环境因素的影响，且测量仪器造价相对红外法仪器较低。然而，微波含水率测定仪虽然具有诸多优势，但是也存在一些问题。比如测量仪器的零漂和定标问题，微波法测试精度在一定程度上受到物料性质、取样位置和安装参数等因素的影响，此外，在现场应用过程中，受砂颗粒形貌、颗粒级配、含泥量、砂料厚度和砂料流速等因素的波混凝土在实际生产过程中，由于受到原材料质量、计量误差、设备工况、环境条件等生产因素的影响，特别是骨料含水率的影响，常常会发生超出标准规定的异常质量波动，迫使生产人员对混凝土生产配合比进行人为干预[1]。其中，砂的含水率测定已经成为混凝土用水量控制的关键环节，它直接影响了混凝土拌和物的稳定性[2]。如砂含水率高时，为了满足混凝土拌和物的稳定性要求，水胶比、胶砂比和砂率等混凝土配合比参数均需要进行实时调整。然而，目前砂含水率测试主要采用人工取样烘干法，该方法在含水率测试方面存在测试时间长、取样代表性差和测试结果滞后等问题，难以满足现场混凝土配合比参数实时调整的需求，无法实现混凝土拌和物稳定性的有效控制。为了满足含水率实时测试的需求，众多研究人员开展了含水率在线测定仪的试验与开发研究[3-6]。目前研究主要基于电阻法、电容法、红外法和微波法等测试原理进行含水率的测试研究。其中，电阻法利用湿砂中水分的电导性来进行含水率的测量，虽然测量仪器价格相对较低，但是其测量过程中结果易受到环境温度及水分中盐类离子浓度的影响，导致测量结果准确度不高；电容法则是利用砂中水分的导电性将非电量参数转化为电量变化而形成的电容器进行含水率测量，其原理简单，仪器价格低，但由于电容受温度影响较大，而且水分中的盐离子也会对其造成影响，故测量精度也不高；红外法虽然可以实现非接触式在线测量，但其测试结果易受物料颜色影响，测量结果很难反映物料内部真实含水率，且仪器造价高，维护复杂；微波法测量含水率既可以采用接触式测量，又能实现非接触式在线测量，且微波穿透力强，在电路中增加滤波及温度补偿电路后，明显降低了环境因素的影响，且测量仪器造价相对红外法仪器较低。然而，微波含水率测定仪虽然具有诸多优势，但是也存在一些问题。比如测量仪器的零漂和定标问题，微波法测试精度在一定程度上受到物料性质、取样位置和安装参数等因素的影响，此外，在现场应用过程中，受砂颗粒形貌、颗粒级配、含泥量、砂料厚度和砂料流速等因素的波