一種快速檢測海砂的方法

馬濤，王志學，臧軍，蔣臨生

（徐州中聯混凝土有限公司，江蘇 徐州 221100）

一種快速檢測海砂的方法

馬濤，王志學，臧軍，蔣臨生

（徐州中聯混凝土有限公司，江蘇 徐州 221100）

本文嘗試使用電導率測試法取代氯離子含量測定法判定細骨料是否為海砂。一系列的試驗結果表明，海砂與潔凈天然砂的電導率存在顯著差異，砂中含泥量和測試溫度均對電導率測試結果有所影響，但都不足以影響對細骨料是否為海砂的判定，電導率測試法可以作為一種過程控制手段，判斷細骨料是否為海砂。

海砂；電導率；氯離子

0 前言

隨著國家環保力度的加強，河道禁采和礦山治理導致建筑市場上細骨料資源緊缺，砂的價格不斷上漲，部分地區還由于砂源緊缺導致工地大面積停工，影響了城市建設的進度。而海砂不會受到河道禁采的干擾，資源充足，淡化后可作為鋼筋混凝土的細骨料。但在高額利潤的趨使下，未經淡化的海砂流向建筑市場，前些年廣東地區就出現了大量由于使用海砂導致的工程事故。因此，很多城市都嚴禁海砂流入建筑市場[1-3]。

在 JGJ 52—2012《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》中給出了鋼筋混凝土用砂的氯離子含量不得超過.06%、預應力混凝土用砂的氯離子含量不得超過0.02% 的規定[4]，并提出了氯離子檢測的試驗方法。但在此方法中使用了鉻酸鉀，此物質屬于二級致癌物質，吸入或吞食會導致癌癥。此外，滴定過程中終點判斷需要標準溶液 1mL 左右，靈敏性偏低。化學滴定法測定氯離子含量對操作人員的技能要求相對較高。因此，標準中規定的氯離子檢測方法在混凝土企業中推廣存在一定的難度。本文依據海砂中電解質含量較高的特點，采用電導率測定儀檢測溶液中電荷濃度的方式，判定砂中的氯離子含量是否超標。

1 原材料及檢測儀器

（1）海砂：日照、連云港、南通、青島四地的潔凈海砂。

（2）天然河砂1：潔凈河砂，Ⅱ區中砂，細度模數2.6，含泥量.2%。

（3）天然河砂2：Ⅱ區中砂，細度模數2.6，含泥量1%～5%。

（4）鉻酸鉀：分析純，中國國藥集團有限公司。

（5）電導率測定儀：杭州齊威，型號：DDS-307A（見圖1）。

圖1 D D S-307 A 電導率測定儀

2 試驗方法

試驗方法參照 JGJ 52—2012《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》中檢測砂中的氯離子含量，同時采用杭州齊威 DDS-307A 電導率測定儀.檢測按照 JGJ 52—2012 測定氯離子含量前期步驟處理后溶液的電導率，稱取砂 500g，浸泡于 500mL 蒸餾水中，放置 2h，以后每 5min 搖動一次，共搖3次，取上部澄清溶液過濾。由于砂中的黏土礦物亦會在溶液中電離，在此次試驗中同時測定含泥量對電導率的影響。

眾所周知，純水是一種導電性極低的物質，但是若有離子溶解于其中，形成了電解質溶液，水的導電性就大為增強。海水中含有的 NaCl、CaCl2、Na2SO4等物質都是強電解質，因此浸泡過海砂的水導電性就大大增強。而河砂中所攜帶的電解質含量較低，因此，從浸泡砂后所得水的導電性能上可以區分出海砂與河砂。

3 試驗結果及分析

3.1 海砂與潔凈天然砂的氯離子含量及電導率

參照 JGJ 52—2012 中檢測日照、連云港、南通、青島四地的潔凈海砂和潔凈河砂中的氯離子含量，并檢測溶液的電導率，測試溫度為 20℃。檢測結果見表1。

表1 海砂與潔凈天然砂的氯離子含量及電導率

試驗結果表明，海砂中的氯離子含量并沒有超出JGJ 52—2012 中對鋼筋混凝土用砂的要求，但遠遠超出了對預應力混凝土用砂的要求。由于潔凈河砂中電解質含量極低，電導率和海砂有著明顯的差異，采用電導率測定法可以準確區分出海砂和潔凈的天然河砂。

3.2 砂中含泥量對電導率測試結果的影響

分別選取三種細度模數相同（均為2.6），含泥量分別為1.0%、3.0% 和5.0% 的天然砂，這三種天然砂按一定比例混合，得到含泥量分別為1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0% 五種天然砂。測試其電導率，得到結果見表2。

表2 砂中含泥量對電導率測試結果的影響

試驗結果表明，砂中含泥量對電導率測試結果有著明顯的影響，這是因為黏土表面吸附的腐殖質解理而產生一定數量的負電荷，在吸水膨脹后，黏土礦物的陽離子從層狀硅酸鹽結構中逸出，因而溶液中含有一定數量的電荷，使電導率明顯上升。從試驗結果來看，即使砂中的含泥量達到5%，其電導率也僅為2.55ms/cm，約為海砂電導率的 25%，兩者存在顯著的差異，因此，盡管砂中含泥量對電導率有著明顯的影響，但不足以干擾對是否為海砂的判斷。

3.3 測試溫度對電導率測試結果的影響

溶液中電荷運動的速度受溫度的影響是不爭的事實，因此，溶液的電導率也必然受溫度的影響，DDS-307A 設定了溫度補償功能。在此次試驗中，選取氯離子含量最高的日照海砂為樣本，測試溫度對電導率的影響，測試溫度范圍為10～25℃。

表3 測試溫度對電導率測試結果的影響

試驗結果表明，溫度補償不能徹底消除測試溫度對電導率測試結果的影響，但對于鑒定是否為海砂而言，精度已可滿足要求，溫度為10～20℃時，測量誤差在10% 以內，溫度為 20～25℃時，測量誤差在5% 以內，因此，在鑒定是否為海砂時，可以將測試的溫度范圍放寬至10～25℃，大大降低了測試對環境的要求。

4 結論

（1）由于潔凈河砂中電解質含量極低，電導率和海砂有著明顯的差異，采用電導率測定法可以準確區分出海砂和潔凈的天然河砂。

（2）砂中的含泥量達到5%，電導率2.55ms/cm，約為海砂電導率的 25%，砂中含泥量對電導率測試結果有著明顯的影響，但不足以干擾對是否為海砂的判斷。

（3）溫度為10～20℃時，電導率測量誤差在10%以內，溫度為 20～25℃時，測量誤差在5% 以內，將測試的溫度范圍放寬至10～25℃ 不影響是否為海砂的判斷。

[1］邢麗，薛瑞豐，曹喜．海砂海水混凝土性能研究[J]．混凝土，2015(11): 137-141．

[2］趙文成，潭進財，楊景鼎．海砂用于混凝土構造物耐久性研究及使用管理[J]．東南大學學報（自然科學版），2006(11): 160-166．

[3］謝春磊，張媛，胡曉翔．利用海砂配制混凝土的試驗研究[J]．建材世界，2015,36(5): 20-23．

[4］JGJ 52—2012．普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準[S]．

馬濤（1982—），男，工程師，從事商品混凝土的生產和研究工作。

［通訊地址］徐州市銅山經濟開發區第三工業園盛寶路西首 徐州中聯混凝土有限公司（221100）