探討一種定量檢測人工砂含泥量的方法

沈東明，張亞挺

探討一種定量檢測人工砂含泥量的方法

沈東明，張亞挺

（江蘇省建筑工程質量檢測中心有限公司，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規程》中增加了人工砂亞甲藍法，該方法是一種判斷細顆粒以石粉或泥粉為主的定性測試方法，但不能定量檢測出人工砂含泥量。探討了一種定量測定人工砂含泥量的方法，通過繪制泥粉含量與亞甲藍溶液體積關系曲線得到人工砂中的含泥量，進一步加強對人工砂質量的控制。

人工砂；定量檢測；含泥量；亞甲藍溶液

人工砂含泥量的測試不能簡單的用水洗方法，因為石粉與機制砂母巖礦物成分相同，對混凝土的硬化有一定的好處，但區分石粉和泥較為復雜。亞甲藍吸附試驗方法在歐、美國家被普遍用于檢測人工砂中細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規程》、JGJ 52—2006《普通混凝土用砂石質量及檢驗方法標準》等也分別規定了亞甲藍試驗方法，并且均給出了合格判定指標。本文通過測定人工砂樣品亞甲藍結果，繪制泥粉含量與亞甲藍溶液體積的關系曲線，探討一種簡單實用的定量檢測人工砂含泥量方法。

1　試驗概況

1.1樣品制備

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

（2）人工砂細顆粒。料場取樣并在（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，取小于0.160 mm的石粉備用。

1.2亞甲藍溶液配制

稱取 10 g烘干至恒重亞甲藍粉末，精確至0.01 g。倒入盛有600 mL蒸餾水（水溫加熱至35～40℃），持續攪動40 min，直至亞甲藍粉末全部溶解為止，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，使所有亞甲藍溶液全部移入容量瓶，容量瓶和溶液的溫度應保持在（20± 1）℃，加蒸餾水至容量瓶1L刻度。

1.3試驗步驟

稱取200 g制備的樣品，加人盛有500 ml蒸餾水的燒杯中，用葉輪攪拌機以（600±60）r/min轉速攪拌5 min，形成懸浮液，然后持續以（400±40）r/min轉速攪拌，直至試驗結束。懸浮液中加入5 mL亞甲藍溶液，以（400±40）r/min轉速攪拌至少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色暈，再加入5 mL亞甲藍溶液，繼續攪拌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色暈，重復上述步驟，直至沉淀物周圍出現約1 mm的穩定淺藍色色暈，并保持色暈持續至少5 min，若色暈在第5 min消失，再加2 mL亞甲藍溶液，直至色暈可持續5 min。記錄加入的亞甲藍溶液總體積。

2　試驗方案

2.1檢驗純石粉摻量對亞甲藍的敏感性

在人工砂細顆粒中分別摻入純石粉0%、10%、20%、30%、40%、100%，除純石粉時，測定亞甲藍MB值為0.50 g/kg，其余不同摻量時均為0.25 g/kg，具體結果見表1，可以看出人工砂含不同量石粉時，亞甲藍測定值變化不大，說明亞甲藍對純石粉不敏感。

表1　不同摻量石粉時亞甲藍結果

2.2檢驗泥粉成分對亞甲藍的敏感性

在人工砂細顆粒中分別摻3%的4種不同成分泥粉，測定其亞甲藍MB值分別為1.35、2.20、1.75、1.25 g/kg，結果見表2，可以看出人工砂細顆粒中摻入等量不同成分泥粉時，亞甲藍測定值變化比較大，說明亞甲藍對泥粉成分比較敏感。

表2　摻不同成分泥粉時亞甲藍結果

2.3檢驗泥粉摻量對亞甲藍的敏感性

根據DL/T 5150—2001《水工混凝土試驗規程》規定，人工砂石粉含量技術要求為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行試驗。取制備好的樣品，加入盛有蒸餾水的燒杯中，按1.3試驗步驟不斷滴入亞甲藍溶液直至出現明顯穩定的色暈，記錄消耗的亞甲藍溶液體積。樣品組成及亞甲藍測定值見表3。繪制泥粉含量與亞甲藍溶液體積關系曲線，見圖1，并得出泥粉含量與亞甲藍溶液體積回歸方程及相關系數。

表3　不同摻量泥粉時亞甲藍結果

圖1　泥粉含量與亞甲藍溶液體積關系曲線

2.4測定人工砂含泥量

稱取備好的200 g待測人工砂樣品，按1.3試驗步驟不斷滴入亞甲藍溶液直至出現明顯穩定的色暈，記錄消耗的亞甲藍溶液體積，在泥粉含量與亞甲藍溶液體積關系曲線上找出人工砂樣品對應的含泥量。根據砂篩分曲線中小于2.36 mm的比例計算人工砂實際含泥量。

3　試驗結果與結論

（1）亞甲藍結果對泥粉的成分比較敏感，繪制泥粉含量與亞甲藍溶液體積關系曲線時，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）亞甲藍結果對純石粉摻量不敏感，繪制泥粉含量與亞甲藍溶液體積關系曲線時，添加的石粉含量與待檢人工砂實測石粉含量大致相等即可。

（3）根據圖1求得其相關系數高達0.98，說明用泥粉含量與亞甲藍溶液體積關系曲線，定量測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規程［S］.

［2］GB/T 14684—2011建設用砂［S］.

［3］李北星，王稷良，柯國炬，等.機制砂亞甲藍值對混凝土性能的影響研究［J］.水利水電技術，2009（4）：30-35.

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

（責任編輯王琪）

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，主要從事工程檢測管理工作.