热流的放大镜：DSC差式扫描量热仪如何读懂材料“升温时的心跳”

在土木工程、公路、铁路和混凝土生产中。但同一车砂，如果今天下雨、明天暴晒，其“重量”和“可用性”可能截然不同——这就是含水率在作怪。砂子含水率测定仪，就是用来在施工现场或试验室里快速、准确地测出砂中水分的专用仪器，它直接关系到混凝土配合比设计、施工质量控制和工程造价核算。

下面我们从原理、方法、设备类型和应用要点，详细讲讲砂子含水率测定仪。

一、为什么要测砂的含水率？

1）对混凝土配合比的影响

砂的含水率会直接影响拌合用水量。如果砂中已经带有不少水，仍按“干砂配方”加水，就会导致实际水胶比偏高，降低强度、增加收缩开裂风险。

配合比设计通常按“干砂质量”计算骨料用量，因此必须知道砂的当前含水率，进行折算。

2）对施工质量的影响

含水率过高：砂浆、混凝土流动性过大，离析、泌水风险上升；

含水率过低：工作性差，难以施工密实，容易形成空鼓或蜂窝。

3）对重量和结算的影响

工程结算通常以“干料重量”为依据，供货方和施工方如果不统一含水率测定标准，很容易在重量和费用上产生争议。

因此，无论从质量、安全还是经济角度，准确测定砂子含水率都非常重要。

二、经典方法：烘干法是“金标准”

目前各类砂子含水率测定仪，大多以“烘干法”作为基准，只是自动化和加热方式有所不同。

1）标准操作流程

取代表性砂样：通常500 g左右，取样要有代表性，不能只取表面或某一局部；

称取湿砂质量（m₁）：用精度0.01 g的电子天平称量；

在105–110℃的烘箱中烘干至恒重：一般要求2–3小时或更长时间，具体视砂样质量和烘箱性能而定；

冷却后称取干砂质量（m₂）；

计算含水率：

含水率（%）=(m₁-m₂)/m₂×100%

有些标准也按湿基计算，即（m₁-m₂）/m₁×100%，使用时要注意所采用的定义。

2）特点与局限

优点：原理简单、准确可靠，几乎所有相关标准（如JGJ 52、GB/T 14684等）都以烘箱烘干法为基准；

缺点：时间长、能耗高，对现场快速质量控制不太友好。

三、砂子含水率测定仪的类型：从“传统烘箱”到“快速烘干设备”

1）传统烘箱型含水率测定装置

标准电热鼓风干燥箱+电子天平+称量盒；

多用于试验室，而非施工现场；

适合作为校准和对比基准。

2）专用砂子含水率快速测定仪

结构类似于小型“加热烘干箱+天平一体化”设备：仪器内带有加热装置和内置天平，能够自动完成烘干、称量和计算；

优点：操作简便，一键完成测量，数据直观，适合施工现场快速检测。

3）微波炉烘干法及配套设备

利用微波对水分子的高效加热作用，可以在几分钟内完成烘干，大大缩短检测时间；

研究表明，在合适的烘干时间和样品量条件下，微波法测定结果与传统烘箱法高度一致，适合作为快速测定手段。

但需要注意：样品量和烘干时间需要针对具体设备和方法进行优化，否则容易“烘干不足”或“过热”导致结果偏差。

4）电阻/电容法等间接法（现场快检）

通过测量砂体的电阻或电容变化来间接推断含水率；

优点：无损、非常快速；

缺点：对砂的级配、矿物成分、密实度较为敏感，需要针对具体砂种建立标定曲线，一般只做现场粗判，不宜作为最终验收依据。

四、操作要点：如何让测得的数据更可靠

1）取样要有代表性

不要只取表面略干或略湿的一层；

大批量砂要在不同部位多点取样、混合均匀后再取试验样。

2）烘干温度与时间控制

一般砂（普通河砂、机制砂）烘干温度控制在105–110℃；

对于含有易分解有机质的特殊砂种，可能需要降低烘干温度，避免有机质分解造成“虚高”含水率。

3）冷却与称量细节

烘干后必须将砂样连同称量盒一起在干燥器中冷却至室温，再称量，防止在冷却过程中再次吸湿；

称量要快速，避免长时间暴露在空气中吸湿。

4）平行试验与误差控制

通常要求进行两次平行测定，取平均值；

当含水率较低时（例如小于10%），平行差值通常要求不超过0.5%；更高含水率时，允许差值会适当放宽。

五、在不同场景中的应用

1）混凝土搅拌站

每天对进场砂进行含水率检测，及时调整单方用水量和砂用量，保证混凝土水胶比稳定；

特别是在雨季，砂的含水率波动大，更需要频繁检测。

2）道路与水利工程

路基填筑中，砂、砂砾石等填料的含水率影响压实效果和承载力；

施工过程中要对填料含水率进行监控，确保在最佳含水率附近进行压实。

3）预制构件与制品厂

砂浆、预制构件生产，对砂含水率同样敏感，需要精确控制；

使用含水率测定仪配合工艺，保证产品质量稳定。

4）工程验收与质量纠纷

当工程出现开裂、强度不足等问题时，往往需要追溯施工时的砂含水率、配合比执行情况；

准确的含水率记录是质量分析的重要依据。

六、如何选择合适的砂子含水率测定仪

1）用途导向

试验室做基准比对：建议采用标准烘箱法（精密烘箱+高精度天平）；

搅拌站和施工现场：建议采用快速含水率测定仪，以提高检测频次。

2）加热方式与时间

鼓风加热型：可靠性高，但时间偏长；

微波型：速度快，但需要验证其结果与传统法的一致性，并制定标准操作规程。

3）精度与稳定性

关注仪器的称量精度（建议至少0.01 g）和温控稳定性；

最好能进行简易的温度校准和定期自检。

4）操作便捷性

是否支持一键测量、自动计算和存储；

是否具有数据导出或打印功能，便于质量记录和追溯。