一种再生粗集料吸水率测试方法及系统

摘要

本发明涉及再生粗集料测量技术领域，公开一种再生粗集料吸水率测试方法及系统，方法包括以下步骤：测量干燥的再生粗集料的质量m1；将盛有再生粗集料的网篮置于预设温度的水中使再生粗集料静置于水中1440min，分别采集吸水时长为T和1440min时再生粗集料的水中质量MT和M1；将再生粗集料取出擦拭至饱和面干状态，测量饱和面干状态的再生粗集料的质量m2；计算吸水时长为T时再生粗集料的吸水率WT=（MT+m2‑m1‑M1）/m1×100%。通过设置T可得到0min～1440min内任一时刻的吸水率，对再生粗集料的早期吸水率进行测试，尤其前10min的吸水率，便于预估再生粗集料对水泥混凝土坍落度的影响。

权利要求

1.一种再生粗集料吸水率测试方法，其特征在于，包括以下步骤：测量干燥的再生粗集料的质量m1；

将盛有再生粗集料的网篮（1）置于预设温度的水中使再生粗集料静置于水中1440min，分别采集吸水时长为T和1440min时再生粗集料的水中质量MT和M1,0min＜T＜1440min；

将再生粗集料取出并擦拭至饱和面干状态，测量饱和面干状态的再生粗集料的质量m2；

计算吸水时长为T时再生粗集料的吸水率WT=（MT+m2‑m1‑M1）/m1×100%；

按照预设时间序列采集吸水时长为Ti时再生粗集料的水中质量MTi，i为大于等于1且小于等于N的整数，N为测量再生粗集料水中质量的总次数；

吸水时长为Ti时再生粗集料的吸水率WTi=（MTi+m2‑m1‑M1）/m1×100%，T为T1至TN‑1中的任一个时间点，TN＝1440min，所述T1≤10min。

2.根据权利要求1所述的再生粗集料吸水率测试方法，其特征在于，所述预设时间序列按照时间顺序被分为至少两个时间阶段，相邻两个所述时间阶段中，前一个所述时间阶段中相邻两次采集再生粗集料水中质量的时间间隔小于后一个所述时间阶段中相邻两次采集再生粗集料水中质量的时间间隔。

3.根据权利要求2所述的再生粗集料吸水率测试方法，其特征在于，所述预设时间序列按照时间顺序被分为四个时间阶段，分别为0min～10min、10min～20min、20min～60min、

60min～1440min。

4.根据权利要求1所述的再生粗集料吸水率测试方法，其特征在于，干燥的再生粗集料有至少两份；

吸水时长为T时再生粗集料的吸水率为所有份再生粗集料吸水时长为T时的吸水率的平均值。

说明书

一种再生粗集料吸水率测试方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及再生粗集料测量技术领域，尤其涉及一种再生粗集料吸水率测试方法及系统。

背景技术

[0002] 传统的原生粗集料吸水率测试方法是将原生粗集料浸泡在水中24小时后，取出原生粗集料，用吸水材料擦拭至饱和面干状态，称量，烘干后计算吸水率。但由于再生粗集料
中砂浆含量大、吸水速率快、吸水量大，在将再生粗集料放入水中5min‑10min内就已接近饱
和。在采用原生粗集料吸水率测试方法对再生粗集料进行吸水率测试时，吸水率测试不准
确，导致将再生粗集料用于拌制水泥混凝土时，混凝土坍落度大。因此对于再生粗集料，需
测试再生粗集料早期的吸水率。

[0003] 由于将再生粗集料从水中取出后，用吸水材料把再生粗集料擦拭至面干状态需要至少5min，具体时间取决于测试人员的熟练程度，导致擦拭至面干状态所需的时间长短和
擦拭程度不一；而且在擦拭的过程中再生粗集料仍在不停的吸水，那么此时计算得到的吸
水率具体是哪个时间将无法确定，而且再生粗集料在水中浸泡的时间越短，采用上述方式
测试吸水率的方法局限性越大，甚至可能会出现浸泡5min时的吸水率比浸泡10min时的吸
水率还高的情况。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种再生粗集料吸水率测试方法及系统，能够准确地对再生粗集料早期的吸水率进行测试，以便于预估再生粗集料对水泥混凝土坍落度的影响。

[0005] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：

[0006] 一种再生粗集料吸水率测试方法，包括以下步骤：

[0007] 测量干燥的再生粗集料的质量m1；

[0008] 将盛有再生粗集料的网篮置于预设温度的水中使再生粗集料静置于水中1440min，分别采集吸水时长为T和1440min时再生粗集料的水中质量MT和M1,0＜T＜
1440min；

[0009] 将再生粗集料取出并擦拭至饱和面干状态，测量饱和面干状态的再生粗集料的质量m2；

[0010] 计算吸水时长为T时再生粗集料的吸水率WT=（MT+m2‑m1‑M1）/m1×100%。

[0011] 作为上述再生粗集料吸水率测试装方法的一种优选技术方案，按照预设时间序列采集吸水时长为Ti时再生粗集料的水中质量MTi，i为大于等于1且小于等于N的整数，N测量
再生粗集料水中质量的总次数；

[0012] 吸水时长为Ti时再生粗集料的吸水率WTi=（MTi+m2‑m1‑M1）/m1×100%，T为T1至TN‑1中的任一个时间点，TN＝1440min。

[0013] 作为上述再生粗集料吸水率测试装方法的一种优选技术方案，所述预设时间序列按照时间顺序被分为至少两个时间阶段，相邻两个所述时间阶段中，前一个所述时间阶段
中相邻两次采集再生粗集料水中质量的时间间隔小于后一个所述时间阶段中相邻两次采
集再生粗集料水中质量的时间间隔。

[0014] 作为上述再生粗集料吸水率测试装方法的一种优选技术方案，所述预设时间序列按照时间顺序被分为四个时间阶段，分别为0min～10min、10min～20min、20min～60min、
60min～1440min。

[0015] 作为上述再生粗集料吸水率测试装方法的一种优选技术方案，所述T1≤10min。

[0016] 作为上述再生粗集料吸水率测试装方法的一种优选技术方案，干燥的再生粗集料有至少两份；

[0017] 吸水时长为T时再生粗集料的吸水率为所有份再生粗集料吸水时长为T时的吸水率的平均值。

[0018] 为了达到上述目的，本发明还提供了一种再生粗集料吸水率测试系统，包括：

[0019] 网篮，用于盛放再生粗集料；

[0020] 天平，所述网篮的上端连接于所述天平，所述天平用于测量再生粗集料的质量；

[0021] 水槽，用于盛放水使所述网篮内的再生粗集料均静置于所述水槽的水中；

[0022] 还包括控制器和智能终端，所述控制器包括通信模块、主控制模块和数据采集模块，所述主控制模块通过所述通信模块分别与所述数据采集模块和所述智能终端通讯连
接，所述天平通过所述通信模块与所述数据采集模块通讯连接，所述通信模块用于使所述
智能终端、所述主控制模块和所述数据采集模块之间传输远程执行信号、控制信号和天平
数据信号，所述主控制模块用于通过所述通信模块接收所述智能终端发出的远程执行信号
并将所述远程执行信号形成控制信号以根据所述控制信号控制所述天平，以及用于通过所
述通信模块接收所述数据采集模块采集到的天平数据信号，并对所述天平数据信号进行数
据处理并实时发送至所述智能终端。

[0023] 作为上述再生粗集料吸水率测试系统的一种优选技术方案，所述主控制模块与所述智能终端的通信方式包括APP远程网路通讯方式、Wi‑Fi通讯方式或蓝牙通讯方式。

[0024] 作为上述再生粗集料吸水率测试系统的一种优选技术方案，所述智能终端包括手机、笔记本电脑、平板或智能可穿戴设备中的至少一种。

[0025] 作为上述再生粗集料吸水率测试系统的一种优选技术方案，所述智能终端还用于输入并显示相邻两次采集再生粗集料水中质量的时间间隔，实时显示再生粗集料的水中质
量，以及在测试结束后自动显示再生粗集料的吸水率与吸水时长的关系曲线。

[0026] 本发明的有益效果：

[0027] 本发明提供了一种再生粗集料吸水率测试方法，通过设置吸水时长T可以得到0min～1440min内任一时刻的吸水率，准确地对再生粗集料的早期吸水率进行测试，尤其是
对再生粗集料前10min的吸水率进行测试，便于预估再生粗集料对水泥混凝土坍落度的影
响。

[0028] 本发明还提供了一种再生粗集料吸水率系统，通过天平时刻测量再生粗集料的水中质量，由于设置了控制器和智能终端，可以远程控制和实时观察天平的测量情况，无需工
作人员时刻关注再生粗集料吸水率测试过程，还可以精确得到目前集料吸水率测试系统无
法准确测量的再生粗集料从0min到10min的吸水率和吸水时长的关系曲线和详细数据，为
试验研究人员提供了一种便捷的测试再生集料吸水特性的途径，还为工程技术人员定量评
价和掌握不同再生粗集料早期的吸水特性，从而预判混凝土的工作性能提供了一种可能
性。

[0029] 根据再生粗集料的吸水特性，将预设时间序列分为至少两个时间阶段，相邻两个时间阶段中，前一个时间阶段中相邻两次采集再生粗集料水中质量的时间间隔小于后一个
时间阶段中相邻两次采集再生粗集料水中质量的时间间隔，便于进一步详细了解各个时间
阶段的吸水特性。

[0030] 可以根据再生粗集料的吸水特性，设置每个时间阶段中相邻两次采集再生粗集料水中质量的时间间隔，减小数据冗余。

附图说明

[0031] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施
例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施
例的内容和这些附图获得其他的附图。

[0032] 图1是本发明提供的再生粗集料吸水率测试系统；

[0033] 图2是本发明提供的天平、控制器和智能终端的控制线路图；

[0034] 图3是本发明提供的再生粗集料吸水率测试系统的显示模块的显示界面图；

[0035] 图4是本发明提供的再生粗集料吸水率测试方法的流程图；

[0036] 图5是采用本发明提供的再生粗集料吸水率测试方法得到的0min～10min内吸水时长与吸水率的关系曲线图；

[0037] 图6是采用本发明提供的再生粗集料吸水率测试方法得到的0min～60min内吸水时长与吸水率的关系曲线图；

[0038] 图7是采用本发明提供的再生粗集料吸水率测试方法得到的0min～1440min内吸水时长与吸水率的关系曲线图。

[0039] 图中：

[0040] 1、网篮；2、天平；3、水槽；4、笔记本电脑；5、手机；6、安装支架。

具体实施方式

[0041] 为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描
述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便
于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

[0042] 如图1至图3所示，本实施例提供了一种再生粗集料吸水率测试系统，包括网篮1、天平2、水槽3、控制器和智能终端，其中，网篮1用于盛放再生粗集料；网篮1的上端连接于天
平2，天平2用于测量再生粗集料的质量；水槽3用于盛放水使网篮1内的再生粗集料均静置
于水槽3的水中；控制器包括通信模块、主控制模块和数据采集模块，主控制模块通过通信
模块分别与数据采集模块和智能终端通讯连接，天平2通过通信模块与数据采集模块通讯
连接，述通信模块用于使智能终端、主控制模块和数据采集模块之间传输远程执行信号、控
制信号和天平数据信号，主控制模块用于通过通信模块接收智能终端发出的远程执行信号
并将远程执行信号形成控制信号以根据控制信号控制天平2，以及用于通过通信模块接收
数据采集模块采集到的天平数据信号，并对天平数据信号进行数据处理并实时发送至智能
终端。

[0043] 上述主控制模块与智能终端的通信方式包括APP远程网路通讯方式、Wi‑Fi通讯方式或蓝牙通讯方式，可以采用上述三种方式的任一种，在此不再具体限定。

[0044] 上述智能终端包括手机5、笔记本电脑4、平板或智能可穿戴设备中的至少一种。本实施例中，智能终端包括手机5和笔记本电脑4。

[0045] 如图4所示，本实施例还提供了一种再生粗集料吸水率测试方法，采用上述再生粗集料吸水率测试系统，具体包括如下步骤：

[0046] S1、测量干燥的再生粗集料的质量m1。

[0047] 在测量干燥的再生粗集料的质量之前，取5000g再生粗集料，采用4.75mm的方孔筛对再生粗集料进行过滤，并挑选出木屑、塑料等杂质；然后用清水清洗再生粗集料，控制烘
箱中的温度为预设烘干温度，将清洗后的再生粗集料放入烘箱中烘干预设烘干时间后取出
放置于干燥器内凉至室温，之后用四份法将再生粗集料缩分至1000g左右，得到干燥的再生
粗集料。

[0048] 为了提高测量的准确率，通过制取至少两份干燥的再生粗集料分别进行吸水率测试，将所有份再生粗集料的吸水率的平均值作为再生粗集料的平均值。本实施例以制备两
份干燥的再生粗集料为例。

[0049] 相应地，需配备两个网篮1和两个天平2，为了放置天平2，每个天平2配设一个安装支架6，以安装天平2。优选地，本实施例中的天平2为静水天平，静水天平通过数据线与笔记
本电脑4通讯连接，具体地，数据线的一端与静水天平通过232接口连接，另一端与笔记本电
脑4通过USB接口连接。每个网篮1通过挂钩悬挂于天平2，方便网篮1的拆卸。

[0050] S2、将盛有再生粗集料的网篮1置于预设温度的水中使再生粗集料静置于水中1440min，分别采集吸水时长为T和1440min时再生粗集料的水中质量MT和M1,0min＜T＜
1440min。

[0051] 具体地，上述预设温度为15℃～25℃，调节水槽3内的水温并保持在15℃～25℃范围内，用挂钩将网篮1悬挂于天平2，同时将网篮1置于水槽3的水中，向水槽3内注水至水槽3
的溢流孔高度，并对天平2进行调平。滴入1ml～2ml消泡剂，并用搅拌棒搅拌均匀。

[0052] 之后取出网篮1，再将干燥的再生粗集料全部放入网篮1内；然后再将装有干燥的再生粗集料的网篮1快速放入水槽3中，并快速地将网篮1悬挂于天平2上，要求网篮1底部沾
水到悬挂完毕所用时长小于等于30s。

[0053] 于其他实施例中，在对至少两份干燥的再生粗集料的吸水率进行测试时，为了减小不同网篮1之间动作的差异性，以及缩短网篮1底部沾水到悬挂完毕所用时长，可以增设
一个升降单元，如气缸、油缸、直线电机等，通过该升降单元驱动水槽3或安装支架6中的一
个升降，以使网篮1中的再生粗集料浸没于水中，无需频繁的将网篮1悬挂于天平2上，或将
网篮1从天平2上取下。优选地，利用升降单元驱动水槽3升降。

[0054] 本实施例中，每个网篮1配设一个水槽3。于其他实施例中，还可以为两个网篮1配设一个水槽3，以降低成本。

[0055] S3、将再生粗集料取出并擦拭至饱和面干状态，测量饱和面干状态的再生粗集料的质量m2。

[0056] 具体地，将浸泡了1440min的再生粗集料从网篮1中取出放在拧干的湿毛巾上，擦拭再生粗集料至饱和面干状态，对饱和面干状态的再生粗集料进行称重。

[0057] S4、计算吸水时长为T时再生粗集料的吸水率WT=（MT+m2‑m1‑M1）/m1×100%。

[0058] 本实施例采用了两份干燥的再生粗集料，两份再生粗集料的吸水率的平均值即为吸水时长为T时再生粗集料的吸水率。

[0059] 本实施例以测量吸水时长为3min时再生粗集料的吸水率为例，制备两份用四缩分法缩分至1000g左右的干燥的再生粗集料，详细的测试数据如下：第一份干燥的再生粗集料
的质量为998.8g，将装有再生粗集料的网篮1放置水槽3内并利用挂钩悬挂在天平2上，采集
吸水时长为3min时的再生粗集料的水中质量为617.3g；网篮1静置于水中1440min，采集吸
水时长1440min时再生粗集料的水中质量为627.3g；将再生粗集料从水中取出放在拧干的
湿毛巾上擦拭至饱和面干状态，称量质量为1049.6g；计算吸水时长为3min时再生粗集料的
吸水率，WT=（617.3+1049.6‑627.3‑998.8）/998.8×100=4.08%。

[0060] 第二份干燥的再生粗集料的质量为1001.0g，将装有再生粗集料的网篮1放置水槽3内并利用挂钩悬挂在天平2上，采集吸水时长为3min时的再生粗集料的水中质量为
610.9g，网篮1静置于水中1440min，采集吸水时长1440min时再生粗集料的水中质量为
626.4g；将再生粗集料从水中取出放在拧干的湿毛巾上擦拭至饱和面干状态，称量质量为
1057.0g；计算吸水时长为3min时再生粗集料的吸水率，WT=（610.9+1057.0‑626.4‑
1001.0）/1001.0×100=4.05%。

[0061] 取两个吸水率的算术平均值得到吸水时长为3min时再生粗集料的吸水率为（4.08%+4.05%）/2=4.07%，那么吸水时长为3min时该再生粗集料的吸水率为4.07%。

[0062] 采用本实施例提供的再生粗集料吸水率测试系统，通过设置吸水时长T可以得到0min～1440min内任一时刻的吸水率，准确地对再生粗集料的早期吸水率进行测试，尤其是
对再生粗集料前10min的吸水率进行测试，便于预估再生粗集料对水泥混凝土坍落度的影
响。

[0063] 在一些实施例中，按照预设时间序列采集吸水时长为Ti时再生粗集料的水中质量MTi，i为大于等于1且小于等于N的整数，N为测量再生粗集料水中质量的总次数；吸水时长为
Ti时再生粗集料的吸水率WTi=（MTi+m2‑m1‑M1）/m1×100%；T为T1至TN‑1中的任一个时间点，TN＝
1440min。

[0064] 需要说明的是，为了保证数据的有效性，要求在1440min后自动停止采集再生粗集料的水中质量。为了得到再生粗集料前10min的吸水率，要求T1小于等于10min。

[0065] 对于再生粗集料而言，随着吸水时长的增长，再生粗集料单位时间内的吸水量逐渐减小。为了简化程序运行并准确地得到再生粗集料各个时间阶段的吸水率，将预设时间
序列分为至少两个时间阶段，相邻两个时间阶段中，前一个时间阶段中相邻两次采集再生
粗集料水中质量的时间间隔小于后一个时间阶段中相邻两次采集再生粗集料水中质量的
时间间隔。

[0066] 为了减小数据冗余，通常要求每个时间阶段中相邻两次采集再生粗集料水中质量的时间间隔均为0.5min的整数倍。

[0067] 通过对各个时间阶段不同时刻的吸水率进行测试，可以准确地绘制出吸水率和吸水时长的关系曲线。

[0068] 本实施例中，预设时间序列按照时间顺序被分为四个时间阶段，分别为0min～10min、10min～20min、20min～60min、60min～1440min，可以利用0min～10min内的吸水率
评价再生粗集料的性能。

[0069] 进一步地，智能终端还用于输入并显示相邻两次采集再生粗集料水中质量的时间间隔，实时显示再生粗集料的水中质量，以及在测试结束后自动显示再生粗集料的吸水率
与吸水时长的关系曲线。采用上述设置方便操作，实现再生粗集料吸水率测试的智能化，方
便随时查看相关信息和修改相关参数。

[0070] 具体地，通过天平2称量干燥的再生粗集料的质量，在笔记本电脑4和手机5上均安装APP程序，APP程序的软件界面设有显示干燥的再生粗集料质量的显示框，显示饱和面干
状态的再生粗集料质量的显示框，及显示相邻两次采集再生粗集料水中质量的时间间隔的
显示框。本实施例中，用于显示相邻两次采集再生粗集料水中质量的时间间隔的显示框设
有四个，每个时间阶段均对应一个显示框，上述干燥的再生粗集料质量和饱和面干状态的
再生粗集料质量可以在称量后直接输入对应的显示框内，可以根据实际需求将每个时间阶
段中相邻两次采集再生粗集料水中质量的时间间隔直接输入对应的显示框中。

[0071] 优选地，APP程序的软件界面上设有清零键、确认键及显示再生粗集料的吸水率与吸水时长的关系曲线的显示框，清零键用于对各个显示框内显示的数据进行清零，确认键
用于在输入对应的数据后进行确认。

[0072] 本实施例中，0min～10min内相邻两次采集再生粗集料水中质量的时间间隔为0.5min，10min～20min内相邻两次采集再生粗集料水中质量的时间间隔为1min，20min～
60min内相邻两次采集再生粗集料水中质量的时间间隔为5min，60min～1440min内相邻两
次采集再生粗集料水中质量的时间间隔为60min。

[0073] 图5是采用本实施例提供的再生粗集料吸水率测试方法得到的0min～10min内吸水时长与吸水率的关系曲线图，图6是采用本实施例提供的再生粗集料吸水率测试方法得
到的0min～60min内吸水时长与吸水率的关系曲线图，图7是采用本实施例提供的再生粗集
料吸水率测试方法得到的0min～1440min内吸水时长与吸水率的关系曲线图。

[0074] 进一步地，上述控制器还包括数据存储模块，用于存储吸水时长和对应的吸水率，以便于后期调用。表1是本发明另一实施例中吸水率和吸水时长的数据表，其中，0min～
10min内相邻两次采集再生粗集料水中质量的时间间隔为0.5min，10min～20min内相邻两
次采集再生粗集料水中质量的时间间隔为1min，20min～60min内相邻两次采集再生粗集料
水中质量的时间间隔为5min，60min～1440min内相邻两次采集再生粗集料水中质量的时间
间隔为180min。

[0075] 表1 吸水率和吸水时长的数据表

[0076]

[0077] 本实施例提供的再生粗集料吸水率的方法，可以实现从0min到1440min不间断测试，得出从0min到1440min再生粗集料吸水率和吸水时长的关系曲线，还可以精确得到目前
集料吸水率测试方法无法准确测量的再生粗集料从0min到10min的吸水率和吸水时长的关
系曲线和详细数据，为试验研究人员提供了一种便捷的测试再生集料吸水特性的途径，还
为工程技术人员定量评价和掌握不同再生粗集料早期的吸水特性，从而预判混凝土的工作
性能提供了一种可能性。

[0078] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可
以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本
发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求
的保护范围之内。

[0079] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了
便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、
以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅
用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”
为两个不同的位置。

[0080] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可
以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是
两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本
发明中的具体含义。