探讨一种定量检测人工砂含泥量的方法

沈东明，张亚挺

探讨一种定量检测人工砂含泥量的方法

沈东明，张亚挺

（江苏省建筑工程质量检测中心有限公司，江苏南京 210028）

水电水利工程中人工砂的使用极为广泛，测定人工砂中的含泥量尤为重要。DL/T5151—2014《水工混凝土砂石骨料试验规程》中增加了人工砂亚甲蓝法，该方法是一种判断细颗粒以石粉或泥粉为主的定性测试方法，但不能定量检测出人工砂含泥量。探讨了一种定量测定人工砂含泥量的方法，通过绘制泥粉含量与亚甲蓝溶液体积关系曲线得到人工砂中的含泥量，进一步加强对人工砂质量的控制。

人工砂；定量检测；含泥量；亚甲蓝溶液

人工砂含泥量的测试不能简单的用水洗方法，因为石粉与机制砂母岩矿物成分相同，对混凝土的硬化有一定的好处，但区分石粉和泥较为复杂。亚甲蓝吸附试验方法在欧、美国家被普遍用于检测人工砂中细粉是以粘土还是以石粉为主，GB/T 14684—2011《建筑用砂》、DL/T 5151—2014《水工混凝土砂石骨料试验规程》、JGJ 52—2006《普通混凝土用砂石质量及检验方法标准》等也分别规定了亚甲蓝试验方法，并且均给出了合格判定指标。本文通过测定人工砂样品亚甲蓝结果，绘制泥粉含量与亚甲蓝溶液体积的关系曲线，探讨一种简单实用的定量检测人工砂含泥量方法。

1　试验概况

1.1样品制备

（1）人工砂样品。料场取样并在（105±5）℃烘箱中烘至恒重，筛除大于2.36 mm粒径，并记录相应比例，备用。

（2）人工砂细颗粒。料场取样并在（105±5）℃烘箱中烘至恒重，筛除大于 2.36mm、小于0.160 mm粒径颗粒，并记录相应比例，备用。

（3）泥粉。分别取岩石缝中泥块、蚀变带、粘土、粉土4种细颗粒，在（105±5）℃烘箱中烘至恒重后碾碎，不能敲击，取小于0.160 mm的粉末密封备用。

（4）纯石粉。把加工好的成品骨料冲洗干净，在（105±5）℃烘箱中烘至恒重后压碎磨细，取小于0.160 mm的石粉备用。

1.2亚甲蓝溶液配制

称取 10 g烘干至恒重亚甲蓝粉末，精确至0.01 g。倒入盛有600 mL蒸馏水（水温加热至35～40℃），持续搅动40 min，直至亚甲蓝粉末全部溶解为止，然后冷却至20℃。将溶液倒入1L容量瓶中，用洁净水淋洗烧杯等，使所有亚甲蓝溶液全部移入容量瓶，容量瓶和溶液的温度应保持在（20± 1）℃，加蒸馏水至容量瓶1L刻度。

1.3试验步骤

称取200 g制备的样品，加人盛有500 ml蒸馏水的烧杯中，用叶轮搅拌机以（600±60）r/min转速搅拌5 min，形成悬浮液，然后持续以（400±40）r/min转速搅拌，直至试验结束。悬浮液中加入5 mL亚甲蓝溶液，以（400±40）r/min转速搅拌至少1 min后，用玻璃棒沾取一滴悬浮液，滴于滤纸上，若沉淀物周围未出现色晕，再加入5 mL亚甲蓝溶液，继续搅拌1 min，再用玻璃棒沾取一滴悬浮液，滴于快速定量滤纸上，若沉淀物周围仍未出现色晕，重复上述步骤，直至沉淀物周围出现约1 mm的稳定浅蓝色色晕，并保持色晕持续至少5 min，若色晕在第5 min消失，再加2 mL亚甲蓝溶液，直至色晕可持续5 min。记录加入的亚甲蓝溶液总体积。

2　试验方案

2.1检验纯石粉掺量对亚甲蓝的敏感性

在人工砂细颗粒中分别掺入纯石粉0%、10%、20%、30%、40%、100%，除纯石粉时，测定亚甲蓝MB值为0.50 g/kg，其余不同掺量时均为0.25 g/kg，具体结果见表1，可以看出人工砂含不同量石粉时，亚甲蓝测定值变化不大，说明亚甲蓝对纯石粉不敏感。

表1　不同掺量石粉时亚甲蓝结果

2.2检验泥粉成分对亚甲蓝的敏感性

在人工砂细颗粒中分别掺3%的4种不同成分泥粉，测定其亚甲蓝MB值分别为1.35、2.20、1.75、1.25 g/kg，结果见表2，可以看出人工砂细颗粒中掺入等量不同成分泥粉时，亚甲蓝测定值变化比较大，说明亚甲蓝对泥粉成分比较敏感。

表2　掺不同成分泥粉时亚甲蓝结果

2.3检验泥粉掺量对亚甲蓝的敏感性

根据DL/T 5150—2001《水工混凝土试验规程》规定，人工砂石粉含量技术要求为6%～18%，故选择加入占人工砂16%的纯石粉和泥粉混合物为例进行试验。取制备好的样品，加入盛有蒸馏水的烧杯中，按1.3试验步骤不断滴入亚甲蓝溶液直至出现明显稳定的色晕，记录消耗的亚甲蓝溶液体积。样品组成及亚甲蓝测定值见表3。绘制泥粉含量与亚甲蓝溶液体积关系曲线，见图1，并得出泥粉含量与亚甲蓝溶液体积回归方程及相关系数。

表3　不同掺量泥粉时亚甲蓝结果

图1　泥粉含量与亚甲蓝溶液体积关系曲线

2.4测定人工砂含泥量

称取备好的200 g待测人工砂样品，按1.3试验步骤不断滴入亚甲蓝溶液直至出现明显稳定的色晕，记录消耗的亚甲蓝溶液体积，在泥粉含量与亚甲蓝溶液体积关系曲线上找出人工砂样品对应的含泥量。根据砂筛分曲线中小于2.36 mm的比例计算人工砂实际含泥量。

3　试验结果与结论

（1）亚甲蓝结果对泥粉的成分比较敏感，绘制泥粉含量与亚甲蓝溶液体积关系曲线时，所选取的泥粉必须要与制砂料源地岩石夹缝中泥粉性能一致。

（2）亚甲蓝结果对纯石粉掺量不敏感，绘制泥粉含量与亚甲蓝溶液体积关系曲线时，添加的石粉含量与待检人工砂实测石粉含量大致相等即可。

（3）根据图1求得其相关系数高达0.98，说明用泥粉含量与亚甲蓝溶液体积关系曲线，定量测定人工砂含泥量精确度很高可行。

［1］DL/T 5151—2014水工混凝土砂石骨料试验规程［S］.

［2］GB/T 14684—2011建设用砂［S］.

［3］李北星，王稷良，柯国炬，等.机制砂亚甲蓝值对混凝土性能的影响研究［J］.水利水电技术，2009（4）：30-35.

［4］吴金灶，钟松辉，王树义，等.人工砂中含泥量检测方法的探索［J］.水利水电施工，2007（3）：73-75.

（责任编辑王琪）

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

沈东明（1981—），男，江苏如东人，工程师，硕士，主要从事工程检测管理工作.