探討一種定量檢測(cè)人工砂含泥量的方法

沈東明，張亞挺

探討一種定量檢測(cè)人工砂含泥量的方法

沈東明，張亞挺

（江蘇省建筑工程質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司，江蘇南京 210028）

水電水利工程中人工砂的使用極為廣泛，測(cè)定人工砂中的含泥量尤為重要。DL/T5151—2014《水工混凝土砂石骨料試驗(yàn)規(guī)程》中增加了人工砂亞甲藍(lán)法，該方法是一種判斷細(xì)顆粒以石粉或泥粉為主的定性測(cè)試方法，但不能定量檢測(cè)出人工砂含泥量。探討了一種定量測(cè)定人工砂含泥量的方法，通過(guò)繪制泥粉含量與亞甲藍(lán)溶液體積關(guān)系曲線得到人工砂中的含泥量，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)人工砂質(zhì)量的控制。

人工砂；定量檢測(cè)；含泥量；亞甲藍(lán)溶液

人工砂含泥量的測(cè)試不能簡(jiǎn)單的用水洗方法，因?yàn)槭叟c機(jī)制砂母巖礦物成分相同，對(duì)混凝土的硬化有一定的好處，但區(qū)分石粉和泥較為復(fù)雜。亞甲藍(lán)吸附試驗(yàn)方法在歐、美國(guó)家被普遍用于檢測(cè)人工砂中細(xì)粉是以粘土還是以石粉為主，GB/T 14684—2011《建筑用砂》、DL/T 5151—2014《水工混凝土砂石骨料試驗(yàn)規(guī)程》、JGJ 52—2006《普通混凝土用砂石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》等也分別規(guī)定了亞甲藍(lán)試驗(yàn)方法，并且均給出了合格判定指標(biāo)。本文通過(guò)測(cè)定人工砂樣品亞甲藍(lán)結(jié)果，繪制泥粉含量與亞甲藍(lán)溶液體積的關(guān)系曲線，探討一種簡(jiǎn)單實(shí)用的定量檢測(cè)人工砂含泥量方法。

1　試驗(yàn)概況

1.1樣品制備

（1）人工砂樣品。料場(chǎng)取樣并在（105±5）℃烘箱中烘至恒重，篩除大于2.36 mm粒徑，并記錄相應(yīng)比例，備用。

（2）人工砂細(xì)顆粒。料場(chǎng)取樣并在（105±5）℃烘箱中烘至恒重，篩除大于 2.36mm、小于0.160 mm粒徑顆粒，并記錄相應(yīng)比例，備用。

（3）泥粉。分別取巖石縫中泥塊、蝕變帶、粘土、粉土4種細(xì)顆粒，在（105±5）℃烘箱中烘至恒重后碾碎，不能敲擊，取小于0.160 mm的粉末密封備用。

（4）純石粉。把加工好的成品骨料沖洗干凈，在（105±5）℃烘箱中烘至恒重后壓碎磨細(xì)，取小于0.160 mm的石粉備用。

1.2亞甲藍(lán)溶液配制

稱取 10 g烘干至恒重亞甲藍(lán)粉末，精確至0.01 g。倒入盛有600 mL蒸餾水（水溫加熱至35～40℃），持續(xù)攪動(dòng)40 min，直至亞甲藍(lán)粉末全部溶解為止，然后冷卻至20℃。將溶液倒入1L容量瓶中，用潔凈水淋洗燒杯等，使所有亞甲藍(lán)溶液全部移入容量瓶，容量瓶和溶液的溫度應(yīng)保持在（20± 1）℃，加蒸餾水至容量瓶1L刻度。

1.3試驗(yàn)步驟

稱取200 g制備的樣品，加人盛有500 ml蒸餾水的燒杯中，用葉輪攪拌機(jī)以（600±60）r/min轉(zhuǎn)速攪拌5 min，形成懸浮液，然后持續(xù)以（400±40）r/min轉(zhuǎn)速攪拌，直至試驗(yàn)結(jié)束。懸浮液中加入5 mL亞甲藍(lán)溶液，以（400±40）r/min轉(zhuǎn)速攪拌至少1 min后，用玻璃棒沾取一滴懸浮液，滴于濾紙上，若沉淀物周圍未出現(xiàn)色暈，再加入5 mL亞甲藍(lán)溶液，繼續(xù)攪拌1 min，再用玻璃棒沾取一滴懸浮液，滴于快速定量濾紙上，若沉淀物周圍仍未出現(xiàn)色暈，重復(fù)上述步驟，直至沉淀物周圍出現(xiàn)約1 mm的穩(wěn)定淺藍(lán)色色暈，并保持色暈持續(xù)至少5 min，若色暈在第5 min消失，再加2 mL亞甲藍(lán)溶液，直至色暈可持續(xù)5 min。記錄加入的亞甲藍(lán)溶液總體積。

2　試驗(yàn)方案

2.1檢驗(yàn)純石粉摻量對(duì)亞甲藍(lán)的敏感性

在人工砂細(xì)顆粒中分別摻入純石粉0%、10%、20%、30%、40%、100%，除純石粉時(shí)，測(cè)定亞甲藍(lán)MB值為0.50 g/kg，其余不同摻量時(shí)均為0.25 g/kg，具體結(jié)果見(jiàn)表1，可以看出人工砂含不同量石粉時(shí)，亞甲藍(lán)測(cè)定值變化不大，說(shuō)明亞甲藍(lán)對(duì)純石粉不敏感。

表1　不同摻量石粉時(shí)亞甲藍(lán)結(jié)果

2.2檢驗(yàn)?zāi)喾鄢煞謱?duì)亞甲藍(lán)的敏感性

在人工砂細(xì)顆粒中分別摻3%的4種不同成分泥粉，測(cè)定其亞甲藍(lán)MB值分別為1.35、2.20、1.75、1.25 g/kg，結(jié)果見(jiàn)表2，可以看出人工砂細(xì)顆粒中摻入等量不同成分泥粉時(shí)，亞甲藍(lán)測(cè)定值變化比較大，說(shuō)明亞甲藍(lán)對(duì)泥粉成分比較敏感。

表2　摻不同成分泥粉時(shí)亞甲藍(lán)結(jié)果

2.3檢驗(yàn)?zāi)喾蹞搅繉?duì)亞甲藍(lán)的敏感性

根據(jù)DL/T 5150—2001《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定，人工砂石粉含量技術(shù)要求為6%～18%，故選擇加入占人工砂16%的純石粉和泥粉混合物為例進(jìn)行試驗(yàn)。取制備好的樣品，加入盛有蒸餾水的燒杯中，按1.3試驗(yàn)步驟不斷滴入亞甲藍(lán)溶液直至出現(xiàn)明顯穩(wěn)定的色暈，記錄消耗的亞甲藍(lán)溶液體積。樣品組成及亞甲藍(lán)測(cè)定值見(jiàn)表3。繪制泥粉含量與亞甲藍(lán)溶液體積關(guān)系曲線，見(jiàn)圖1，并得出泥粉含量與亞甲藍(lán)溶液體積回歸方程及相關(guān)系數(shù)。

表3　不同摻量泥粉時(shí)亞甲藍(lán)結(jié)果

圖1　泥粉含量與亞甲藍(lán)溶液體積關(guān)系曲線

2.4測(cè)定人工砂含泥量

稱取備好的200 g待測(cè)人工砂樣品，按1.3試驗(yàn)步驟不斷滴入亞甲藍(lán)溶液直至出現(xiàn)明顯穩(wěn)定的色暈，記錄消耗的亞甲藍(lán)溶液體積，在泥粉含量與亞甲藍(lán)溶液體積關(guān)系曲線上找出人工砂樣品對(duì)應(yīng)的含泥量。根據(jù)砂篩分曲線中小于2.36 mm的比例計(jì)算人工砂實(shí)際含泥量。

3　試驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論

（1）亞甲藍(lán)結(jié)果對(duì)泥粉的成分比較敏感，繪制泥粉含量與亞甲藍(lán)溶液體積關(guān)系曲線時(shí)，所選取的泥粉必須要與制砂料源地巖石夾縫中泥粉性能一致。

（2）亞甲藍(lán)結(jié)果對(duì)純石粉摻量不敏感，繪制泥粉含量與亞甲藍(lán)溶液體積關(guān)系曲線時(shí)，添加的石粉含量與待檢人工砂實(shí)測(cè)石粉含量大致相等即可。

（3）根據(jù)圖1求得其相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.98，說(shuō)明用泥粉含量與亞甲藍(lán)溶液體積關(guān)系曲線，定量測(cè)定人工砂含泥量精確度很高可行。

［1］DL/T 5151—2014水工混凝土砂石骨料試驗(yàn)規(guī)程［S］.

［2］GB/T 14684—2011建設(shè)用砂［S］.

［3］李北星，王稷良，柯國(guó)炬，等.機(jī)制砂亞甲藍(lán)值對(duì)混凝土性能的影響研究［J］.水利水電技術(shù)，2009（4）：30-35.

［4］吳金灶，鐘松輝，王樹義，等.人工砂中含泥量檢測(cè)方法的探索［J］.水利水電施工，2007（3）：73-75.

（責(zé)任編輯王琪）

Discussion on a Quantitative Detection Method of Clay Content in Artificial Sand

SHEN Dongming，ZHANG Yating
（Jiangsu Testing Center for Quality of Construction Engineering Co.，Ltd.，Nanjing 210028，Jiangsu，China）

In the construction of hydropower projects，the artificial sand is widely used，so the detection of clay content in artificial sand is very important.In the standard of“Code for Aggregate Testing of Hydraulic Concrete”（DL/T5151—2014），the methylene blue method is additionally proposed to detect clay content of artificial sand.The methylene blue method is a qualitative test for fine particles in a powder or powder-based mud，but can not quantitatively detect the clay content of artificial sand.By drawing the relationship curve between clay content and methylene blue solution volume，a quantitative detection method of clay content in artificial sand is discussed which can easily obtain the content of clay and further strengthen the quality control of artificial sand.

artificial sand；quantitative detection；clay content；methylene blue solution

TV422

A

0559-9342（2016）02-0120-03

2015-05-20

沈東明（1981—），男，江蘇如東人，工程師，碩士，主要從事工程檢測(cè)管理工作.