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含水率試驗(yàn)檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-06-10 21:02:43 更新時(shí)間：2025-06-10 00:25:41

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

含水率試驗(yàn)檢測(cè)概述

含水率試驗(yàn)檢測(cè)是工程地質(zhì)勘察、建筑材料質(zhì)量控制、農(nóng)業(yè)土壤評(píng)估以及各類材料研究中一項(xiàng)最基礎(chǔ)且至關(guān)重要的物理性質(zhì)測(cè)試項(xiàng)目。它指的是測(cè)定材料中所含水分質(zhì)量與其烘干后干質(zhì)量（或固體物質(zhì)質(zhì)量）的比值，通常以百分比（%）表示。含水率的高低直接關(guān)系到材料的物理力學(xué)性質(zhì)、工程性能、穩(wěn)定性、耐久性以及適用性。例如，在路基填筑工程中，土壤含水率直接影響其壓實(shí)效果和承載能力；在建筑材料（如砂、石、混凝土骨料、木材、石膏、砂漿等）的生產(chǎn)和使用中，含水率影響配合比精度、強(qiáng)度發(fā)展、收縮開裂和施工性能；在農(nóng)產(chǎn)品存儲(chǔ)或地質(zhì)滑坡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，含水率也是關(guān)鍵指標(biāo)。因此，準(zhǔn)確測(cè)定材料的含水率具有重大的工程實(shí)踐和科學(xué)研究意義。

含水率試驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目

含水率試驗(yàn)檢測(cè)的核心項(xiàng)目即為測(cè)定特定材料在特定狀態(tài)下的含水率（ω）。其表達(dá)式為： ω = [(m_wet - m_dry) / m_dry] * 100% 其中：

ω：材料的含水率（%）；
m_wet：材料烘干前的濕質(zhì)量（g）；
m_dry：材料在105-110°C（或其他規(guī)定溫度）下烘至恒重后的干質(zhì)量（g）。

此項(xiàng)目適用于但不限于：各類土壤（黏土、砂土、粉土、有機(jī)土等）、集料（碎石、砂、礫石）、巖石、水泥、石灰、石膏、木材、紙張、紡織品、食品、化工原料等。

含水率試驗(yàn)檢測(cè)儀器

進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的含水率試驗(yàn)主要需要以下儀器設(shè)備：

烘箱： 能夠恒定控制溫度在105-110°C（部分特殊材料如石膏可能要求較低溫度40-45°C，有機(jī)質(zhì)土可能要求60-70°C）。要求溫度均勻，控溫精度±1-2°C。
干燥器： 內(nèi)盛有效干燥劑（如變色硅膠或無(wú)水氯化鈣），用于冷卻烘干后的試樣，防止其從空氣中吸收水分。
天平： 感量至少為0.01g（對(duì)于土工試驗(yàn)通常要求0.01g，對(duì)于集料等粗粒料可能要求0.1g或1g）。
稱量容器（試樣盒）： 帶蓋的耐熱、耐腐蝕金屬盒（如鋁盒、搪瓷盒），尺寸大小應(yīng)能容納足夠量的試樣。
其他輔助工具： 勺子、刮刀、盛放試樣的淺盤、手套等。

含水率試驗(yàn)檢測(cè)方法

標(biāo)準(zhǔn)烘箱法是應(yīng)用最廣泛、精度最高的含水率測(cè)定方法（也稱烘干法），其步驟如下：

準(zhǔn)備工作：
- 清潔并編號(hào)稱量容器（試樣盒），記錄其質(zhì)量（m_c）。
- 將烘箱預(yù)熱至規(guī)定的恒溫（通常105-110°C）。
- 檢查干燥器中的干燥劑是否有效（如硅膠是否呈藍(lán)色）。
取樣與稱取濕樣：
- 取代表性試樣（取樣方法需規(guī)范，對(duì)于土，一般取15-30g；對(duì)于集料，粒徑不同所需量不同，需按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定）。
- 將試樣迅速放入已知質(zhì)量的稱量容器中，并立即蓋緊蓋子（防止水分蒸發(fā)），稱取容器加濕試樣的總質(zhì)量（m_cwet），精確至0.01g。
- 計(jì)算濕試樣質(zhì)量：m_wet = m_cwet - m_c
烘干：
- 打開容器蓋（蓋子可放在容器底部或旁邊），將其放入已預(yù)熱至規(guī)定溫度的烘箱中。
- 持續(xù)烘烤規(guī)定的時(shí)間（對(duì)于土和大多數(shù)材料，105-110°C下一般為8-24小時(shí)，具體時(shí)間需確保達(dá)到恒重或按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行）。
冷卻與稱取干樣：
- 達(dá)到規(guī)定時(shí)間后，取出容器，立即蓋緊蓋子。
- 將密閉的容器放入干燥器中冷卻至室溫（通常需要30-60分鐘）。
- 從干燥器中取出容器，迅速稱取其質(zhì)量（m_cdry），精確至0.01g（避免在空氣中暴露過(guò)久吸濕）。
- 計(jì)算干試樣質(zhì)量：m_dry = m_cdry - m_c
計(jì)算含水率：
- 代入公式計(jì)算：ω = [(m_wet - m_dry) / m_dry] * 100% = [( (m_cwet - m_c) - (m_cdry - m_c) ) / (m_cdry - m_c)] * 100% = [(m_cwet - m_cdry) / (m_cdry - m_c)] * 100%
恒重判定（必要時(shí)）： 對(duì)于要求高的試驗(yàn)，可重復(fù)步驟3-5（通常縮短烘干時(shí)間如2-4小時(shí)），直至相鄰兩次稱量之差小于規(guī)定值（如0.01g或試樣干重的0.1%），取最后一次質(zhì)量為m_dry。

其他方法（快速或特定情形）： 酒精燃燒法（適用于無(wú)設(shè)備或快速測(cè)定，精度較低）、紅外線加熱法、微波爐法、卡爾費(fèi)休法（適用于微量水分測(cè)定）等，但這些方法通常作為補(bǔ)充或快速估計(jì)，需與標(biāo)準(zhǔn)烘箱法進(jìn)行校準(zhǔn)。

含水率試驗(yàn)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

含水率試驗(yàn)必須嚴(yán)格遵循相關(guān)的國(guó)家、行業(yè)或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，以確保結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性和可比性。常用標(biāo)準(zhǔn)包括：

中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) (GB/T):
- GB/T 50123-2019《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》 - 第4章“含水率試驗(yàn)”
- GB/T 14684-2022《建設(shè)用砂》 - 附錄A“含水率試驗(yàn)”
- GB/T 14685-2022《建設(shè)用卵石、碎石》 - 附錄A“含水率試驗(yàn)”
- GB/T 17669.2-2023《建筑石膏第2部分：物理性能的測(cè)定》 - 規(guī)定了石膏的含水率測(cè)定（需在40-45°C烘干）
- 其他針對(duì)特定材料（如木材、紙張、紡織品等）的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)： JTG（公路）、JTJ（水運(yùn)）、SL（水利）、JGJ（建筑）等行業(yè)規(guī)范中均有針對(duì)相應(yīng)工程材料的含水率試驗(yàn)規(guī)定。
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) (ISO):
- ISO 17892-1:2014 Geotechnical investigation and testing - Laboratory testing of soil - Part 1: Determination of water content
美國(guó)標(biāo)準(zhǔn) (ASTM):
- ASTM D2216-19 Standard Test Methods for Laboratory Determination of Water (Moisture) Content of Soil and Rock by Mass (土壤巖石的標(biāo)準(zhǔn)烘箱法)
- ASTM C566-19 Standard Test Method for Total Evaporable Moisture Content of Aggregate by Drying (集料的含水率標(biāo)準(zhǔn)烘干法)

這些標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定了適用范圍、儀器精度要求、試樣制備方法、烘干溫度與時(shí)間、恒重判定標(biāo)準(zhǔn)、計(jì)算方法以及試驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容等。進(jìn)行試驗(yàn)前，必須依據(jù)被測(cè)材料和應(yīng)用領(lǐng)域選擇并嚴(yán)格執(zhí)行相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

注意事項(xiàng)

1. 取樣必須具有代表性，并防止運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中的水分損失或增加。
2. 稱量過(guò)程必須迅速，尤其是稱量濕樣和烘干冷卻后的干樣，避免吸濕或失水。
3. 嚴(yán)格控制烘干溫度和時(shí)間，不同材料、不同標(biāo)準(zhǔn)要求可能不同。
4. 放入烘箱時(shí)容器蓋必須打開，取出冷卻時(shí)容器必須蓋嚴(yán)。
5. 確保干燥器有效。
6. 對(duì)于有機(jī)質(zhì)含量高的土（>5%）或含