利用亚甲蓝滴定法确定机制砂的含泥量

尹慧

摘要：利用振筛机筛出机制砂中石粉开口泥土的混合物，利用泥土对亚甲蓝的吸附性，通过滴定亚甲蓝，在亚甲蓝值和泥土含量的线性关系图中找出该亚甲蓝值下泥土的含量，就可以得出石粉的精确含量。

关键词：石粉含量；含泥量；亚甲蓝；线性关系

0引言

石粉主要是指岩石经过机械加工后的微细颗粒。石粉形貌与水泥颗粒相似，为形状不规则的多棱体。由于混凝土中胶凝材料和水的用量较少，当人工砂中含有适量的石粉时，因与掺合料的细度基本相当，石粉在砂浆中能够替代部分掺合料，与胶凝材料一起起到填充空隙和包裹砂粒表面的作用，即相当于增加了胶凝材料浆体，能在一定程度上改善灰浆量较少的混凝土拌和物的和易性，增进混凝土的匀质性、密实性、抗渗性，提高混凝土的强度及断裂韧性，改善施工层面的胶粘性能，减少胶凝材料用量，降低绝热温升。

泥含量是砂石材料的一个重要指标，微小颗粒大大增加了粉料的比表面积，单方用水量大大提高，强度不能满足要求，势必需要提高外加剂掺量，从而增加混凝土成本。含泥量过大会降低混凝土骨料界面的粘结强度，降低混凝土的抗拉强度，会对混凝土的强度和耐久性能产生影Ⅱ向，也会引起混凝土本身起皮、开裂，给工程质量带来不可估量的损失。另外砂石中泥含量过多，新拌混凝土的坍落度相应降低，若要求混凝土的坍落度相同，用水量必然增加，这样也会相应增加水泥用量或提高外加剂掺量，在很大程度上又增加了混凝土成本。

由于限于广大铁路所在地云南大理凤仪河砂量少，进货渠道不便，以及隧道石料较多，我们采用机制砂搅拌混凝土。但在施工实际中，石料厂挖采岩石制作机制砂的过程中，不可避免地会混入泥土，所以我们筛分出来的石粉中或多或少的有泥土的含量。通过上面的石粉和泥土的优劣点的分析，我们更为迫切的需要知道到底筛出的粉末中哪种物质含量更大。在GB/T 14684-2011≤建设用砂≥中规定了可用亚甲蓝试验方法，在TB 10424-2010≤铁路混凝土工程施工质量验收标准≥中规定MB值<1.4的机制砂，石粉含量按混凝土的强度等级

1试验材料与方法

1.1试验原材料

石粉的采集：把机制砂通过振筛机筛分出大于1.18mm筛的颗粒，再用水浸泡清洗干净，以彻底排除泥土的混入，避免泥土对试验结果有所影响；再装入机制砂压碎值仪中，用压力机加压破碎成粉，再筛出并收集小于0.075mm的石粉，反复几次，制备足够试验用的石粉。

泥土的采集：在华营普和石料厂附近采集，烘干过0.075mm筛备用。该石料厂为广大铁路所用机制砂的产地，试验得出的数据可以为我们的工程利用，而并非只是试验研究。

纯净石粉颜色和石子颜色相同，为青色，外表看上去类似粉煤灰；泥土的颜色为黄色；虽然两者颜色各异，但想通过颜色判断哪个含量大也是不容易的：两者密度也相近，也无法通过密度来判别。所以我们利用亚甲蓝来区分。

1.2试验方法及思路

亚甲蓝按GB/T 14684-201l≤建设用砂≥规定的方法进行配制。配置亚甲蓝溶液所用的次甲基兰的生产厂家为天津市瑞金特化学品有限公司。为了试验的严谨性，我们需要做三类试验：①改变纯石粉的数量，得出每个石粉对应的亚甲蓝值，来判断石粉对亚甲蓝值的影响程度；②改变泥土的数量，得出每个泥土对应的亚甲蓝值，来判断泥土对亚甲蓝值的影响程度；③把石粉和泥土制成定量的混合物，调整石粉和泥土的质量比例，来确定不同比例的含泥量所对应的亚甲蓝值，找出亚甲蓝值和泥土的百分比关系，再绘制出相关关系图。在我们实际工作中，用振筛机筛出粒径小于0.075mm的石粉和泥土的混合物，再从上面的亚甲蓝值和泥土的关系图中，通过滴定的亚甲蓝值找到准确的泥土的百分数，就能得出机制砂的含泥量了。

由于亚甲蓝试验是一个定性试验，对色晕的有效判断因人而异，所以我们的试验操作由一人操作完成，用同样的视觉感受来判断出现色晕的最佳时机，以减少试验的系统误差，增加试验的准确性。

2试验结果与分析

2.1泥土、石粉与亚甲蓝值的关系

按照机制砂含泥量为3%作为起始点，称取泥土重量为200×3%=6g，每3g递增，记录每个泥土重量滴定的亚甲蓝溶液的毫升数。绘制出泥土与亚甲蓝的关系图如图1。

从图1所示泥土对机制砂亚甲蓝的影响结果可以看出，随着泥土的数量增大，需要更多的亚甲蓝溶液来滴定，而且增加的幅度也不小，即泥土对亚甲蓝的吸附量较大。

2.2石粉与亚甲蓝值的关系

称取石粉6g每3g递增，记录每个石粉重量滴定的亚甲蓝溶液的毫升数。绘制出石粉与亚甲蓝的关系图如图2。

从图2所示石粉对机制砂亚甲蓝的影响结果可以看出，随着石粉的数量增大，需要的亚甲蓝溶液并未增加很多，即说明石粉对亚甲蓝的吸附量较小。

从图1和图2的结论表明机制砂的粉状颗粒中对亚甲蓝用量影响较大的是泥土含量，并非石粉含量。

2.3不同泥土含量与亚甲蓝的关系

把石粉和泥土制作成定量100g的混合物，调整泥土与石粉的比例从10%至90%，记录每次滴定亚甲蓝溶液的毫升数。绘制出泥土含量与亚甲蓝的关系图如图3。

从图3所示随着机制砂中泥土含量的增加，亚甲蓝值也迅速增加，并且呈线性相关。相关系数的绝对值非常接近1，基本成正比关系。

3试验数据在施工中的应用

通过上述试验我们得到了泥土含量与亚甲蓝的关系图，但我们的目的并未达到，而是要把试验成果应用在我们的工作中。

通过振筛机筛出石粉与泥土的混合物，即粒径小于0.075mm的筛余物100g，用亚甲蓝溶液滴定该混合物，记录亚甲蓝溶液的数量，在图3中对应亚甲蓝的数量找到泥土的百分比，即混合物中泥土所占的百分数（A）。

再取500g机制砂通过振筛机筛出粒径小于0.075mm的筛余物，称量筛余物的重量（B），即能计算出泥土的数量C=B×A，和含泥量D=C/500。有了准确的含泥量，就能判断机制砂的含泥量指标是否合格，及对混凝土的影响程度。

当然，本实验只做了华营普和石料厂的泥土的滴定关系，但土的差别很大，分类也很多，我们的试验只适用一种土。不同塑性指数的土对亚甲蓝的吸附作用应该也有所不同，本实验只提供了一个思路，但方法适用任何土类。

4结语

在广大铁路大量的工地混凝土試拌过程中发现当机制砂的含泥量增大时混凝土的需水量，外加剂的用量都会相应的增加，含泥量可能引起需水量的增加，使混凝土的性能降低。阻碍水泥与骨料胶结的充分发展，妨碍水泥的正常水化。同时泥土颗粒的吸附性远大于水泥颗粒，它吸附外加剂成分使混凝土丧失某方面的性能。拌合站在石料厂和配合比已确定的前提下，机制砂的含泥量和石粉含量对混凝土的工作性和强度影响很大，本文利用泥土对亚甲蓝的吸附性确定机制砂颗粒中泥土含量与出现明显色晕时亚甲蓝用量的比例关系来确定机制砂中的准确含泥量，以确定该批机制砂的含泥量对混凝土影响程度，有利于工地上控制混凝土的质量，为工程建设有一定的实践指导意义。