人工細(xì)骨料飽和面干吸水率試驗（試模法）檢測白皮書

在建筑工程領(lǐng)域，骨料性能直接關(guān)系到混凝土耐久性和結(jié)構(gòu)安全性。據(jù)中國建筑材料研究院2024年數(shù)據(jù)顯示，我國建筑用砂年需求量已突破200億噸，而天然砂資源短缺促使人工砂使用比例提升至58%。在此背景下，人工細(xì)骨料飽和面干吸水率檢測成為混凝土配合比設(shè)計的核心參數(shù)，直接影響水膠比控制和抗壓強(qiáng)度發(fā)展。通過試模法精準(zhǔn)測定吸水率，可有效避免因骨料含水狀態(tài)波動導(dǎo)致的混凝土工作性劣化，對提升超高性能混凝土（UHPC）工程適配性、降低高速公路橋梁開裂風(fēng)險具有顯著價值。此項檢測技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化推廣，是落實《建筑用人工砂替代天然砂技術(shù)規(guī)范》的關(guān)鍵路徑，亦為綠色建材評價體系提供科學(xué)支撐。

技術(shù)原理與檢測范式

試模法基于材料科學(xué)中毛細(xì)管作用理論，通過控制骨料顆粒表面吸附水與內(nèi)部孔隙水的平衡狀態(tài)實現(xiàn)精準(zhǔn)測量。依據(jù)ASTM C128-22標(biāo)準(zhǔn)，將試樣經(jīng)過24小時飽水處理后，用濕布擦拭至飽和面干狀態(tài)，對比烘干后質(zhì)量變化計算吸水率。該方法創(chuàng)新性采用標(biāo)準(zhǔn)試模規(guī)范裝樣密度，消除傳統(tǒng)毛巾法的人為誤差，使檢測離散度從±0.5%降至±0.2%。關(guān)鍵技術(shù)突破在于研發(fā)了溫濕度聯(lián)控的飽和面干判定裝置，通過紅外水分傳感器實時監(jiān)測顆粒表面水膜狀態(tài)，確保檢測精度符合GB/T 14684-2022中Ⅱ類砂技術(shù)指標(biāo)要求。

工程化實施流程

標(biāo)準(zhǔn)化檢測流程分為試樣制備、狀態(tài)調(diào)節(jié)、質(zhì)量測定三大階段。具體操作中，需先將粒徑小于4.75mm的骨料過篩，取500g試樣浸水至質(zhì)量恒定。隨后置于（25±2）℃、相對濕度50%的恒溫恒濕箱中，用標(biāo)準(zhǔn)試模分三層振實裝樣，采用旋轉(zhuǎn)式表面水吸附儀去除多余水分。質(zhì)量測定階段需同步記錄飽和面干質(zhì)量m_ssd與烘干質(zhì)量m_dry，按公式W=(m_ssd-m_dry)/m_dry×100%計算吸水率。某國際跨海大橋項目中，通過該流程發(fā)現(xiàn)人工砂吸水率超標(biāo)1.2%，及時調(diào)整減水劑摻量0.8%，成功避免了大體積混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生。

行業(yè)應(yīng)用與質(zhì)量保障

在高速鐵路CRTSⅢ型無砟軌道板生產(chǎn)中，該檢測技術(shù)成為質(zhì)量管控關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。據(jù)中鐵四局2023年工程報告，應(yīng)用試模法后軌道板混凝土28天強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差從4.5MPa降至2.8MPa，預(yù)應(yīng)力張拉合格率提升至99.6%。質(zhì)量保障體系建立包含三級校驗機(jī)制：實驗室每日用標(biāo)準(zhǔn)砂進(jìn)行設(shè)備校準(zhǔn)，區(qū)域檢測中心每月組織能力驗證，國家建材測試中心每季度開展盲樣考核。某核電站屏蔽混凝土工程中，通過建立吸水率-工作性聯(lián)動數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了骨料品質(zhì)與攪拌工藝的智能匹配，使泵送效率提升40%。

技術(shù)展望與發(fā)展建議

隨著智能建造技術(shù)發(fā)展，建議從三方面深化技術(shù)創(chuàng)新：其一，開發(fā)基于機(jī)器視覺的飽和面干狀態(tài)自動識別系統(tǒng)，融合深度學(xué)習(xí)算法提升判定效率；其二，建立全國人工砂吸水率大數(shù)據(jù)平臺，為不同氣候區(qū)混凝土配合比設(shè)計提供動態(tài)參數(shù)；其三，完善再生骨料吸水率修正系數(shù)體系，推動建筑固廢資源化利用。行業(yè)主管部門應(yīng)加快將試模法納入強(qiáng)制性驗收標(biāo)準(zhǔn)，并針對機(jī)制砂石粉含量與吸水率相關(guān)性開展專項研究，為制備C100以上高強(qiáng)混凝土提供技術(shù)儲備。