亚甲蓝在BUSANGA水电站项目的应用

马鹏程 樊继成

摘要：亚甲蓝MB值试验可以测定人工砂的亚甲蓝MB值，同时也可判定人工砂中的石粉是否含有泥粉，进一步可评定砂料的质量。在人工砂中含有的泥粉，也可以通过亚甲蓝MB值试验检测控制。人工砂中的泥粉含量和亚甲蓝MB值成线性关系；亚甲蓝MB值与石粉含量的多少关系不大，当泥粉量为定值时，亚甲蓝MB值与人工砂中泥粉的液限高低成线性正比例关系。

关键词：人工砂；石粉；泥粉；亚甲蓝MB值；BUSANGA水电站

一、导言

依据DL/T 5144-2015《水工混凝土施工规范》中细骨料规定，人工砂石粉含量指的是d≤0.16mm的颗粒，具体细分为石粉含量及微粒含量（d≤0.08mm的颗粒）。人工砂是由岩石破碎而成，所以在生产的过程中，会附带部分山皮，会使人工砂的石粉中，含有一定量的泥粉，而泥粉和石粉对混凝土性能的影响又存在差异。当石粉和泥粉同时存在于人工砂中时，都具有很细的颗粒粒径，就需要按照DL/T 5151-2014《水工混凝土砂石骨料试验规程》中，人工砂亚甲蓝MB值试验来检测人工砂中的泥粉含量，当检测结果满足GB/T 14684-2011《建设用砂》中相关要求时，说明该人工砂中不含有较多的泥粉，即判定人工砂质量合格；反之，则说明该人工砂中含有较多的泥粉，即判定人工砂质量不合格。

由于人工砂中的石粉粒径小，比表面积大，当泥粉含量较大时，对混凝土强度、干缩、徐变、抗渗性能、抗冻性能、抗磨损性能都会产生不利影响。所以，通过分析人工砂中石粉和泥粉对亚甲蓝MB值的不同影响，来分析人工砂质量是本项目的重点。该试样均来自刚果（金）布桑加水电站砂石骨料系统。

二、制备试样

该项目主要承担加工布桑加水电站主体工程75.5万m3混凝土所需的成品骨料，需砂石净料总量约166.1万t。共需加工生产混凝土骨料约120万m3，其中粗骨料约70万m3，细骨料约50万m3。

根据地质勘测试验成果，该工程采用天然砂砾料场作为混凝土骨料的料源。天然砂砾料场位于坝址区下游约 4.5km的 Lualaba河的左岸支流两侧，呈斜坡地形，地面高程742～780m。料场属 Lualaba河的阶地，后经其支流冲蚀切割形成斜坡，地形起伏较大料场地表植被发育，大部分为林区，少数为沼泽区。料场呈不规则条带状，沿 NE30°方向展布，有用层厚度一般5～10m，变化不大，上部细粒土需予以剥离，为Ⅱ类料场。天然砂砾石料场包括左岸料场I区、左岸料场II区、左岸料场III区三部分。

1、泥粉

取布桑加水电站砂石骨料生产供应项目的左岸I区、左岸II区、左岸III区三处开采区的泥夹层为原料，通过烘干、过0.16mm筛，制备三个泥粉试样。通过液限塑限联合测定法检测泥粉的液塑限指标，试验结果如图1所示，左岸III区的液塑限最高55%，左岸II区的液塑限次之37%，左岸I区的液塑限最低28%。试验取左岸II区的泥粉进行检测分析。

2.人工砂

取布桑加水电站砂石骨料生产供应项目生产的人工砂，该人工砂是由5-20mm成品骨料通过立轴破碎，制砂机加工生产而成，成品人工砂主要用于布桑加水电站大坝主体碾压混凝土施工，石粉含量为14.0%。

碾压混凝土自身特点是掺合料大，水泥用量低，掺合料一般占胶凝材料的比例高达50%-70%。石粉的最大作用是降低了水泥用量、提高了碾压混凝土浆砂比，明显降低了水化热反应及改善了碾压混凝土可碾性和层间结合。根据DL/T 5112-2009 《水工碾压混凝土施工规范》，碾压混凝土的人工砂石粉含量宜控制在12%-22%。

三、用亚甲蓝MB值，控制BUSANGA人工砂中石粉和泥粉的含量

用泥粉取代人工砂中的部分石粉进行试验。根据取代比例筛出部分石粉，代之以泥粉。图2是以左岸II区泥粉试样取代部分石粉的亚甲蓝MB值测试结果。

在0.16mm以下颗粒为14%的测试中（图2之MB14），亚甲蓝MB值与泥粉取代比例完全成线性正比关系，当泥粉含量占0.16mm以下颗粒含量的15.7%时，亚甲蓝MB值即达到1.4g/kg；在人工砂0.16mm以下颗粒为20%的测试中（图2之MB20），亚甲蓝MB值与取代比例亦成线性正比关系，当泥粉占0.16mm以下颗粒含量的23.5%时，亚甲蓝MB值达到了1.4g/kg；

从这两组的试验检测结果看出，MB20的斜率大于MB14的斜率，这也证明亚甲蓝MB值与小于0.16mm的集料的含量多少有关系，这只和泥粉含量的多少有关。把石粉和泥粉分开，换算成含泥量，仅计算出泥粉在在人工砂中的含泥量。取MB14的检测结果，那么亚甲蓝MB值和人工砂的含泥量关系就得出结果（如图3），在此结果里可得出，亚甲蓝MB值和人工砂的含泥量为正比例线性关系，同时也说明，亚甲蓝MB值和石粉含量的多少没有关系。亦即，若石粉里没有泥粉，人工砂中的亚甲蓝MB数值就不会变。因为用人工砂做试验样品，其中就一定会有石粉（由于布桑加水电站砂石骨料生产供应项目，是采用天然砂砾料进行生产加工骨料的，以及图2中各条直线的截距不为0即说明这一点）。此时不考虑石粉对其的影响，左岸II区的泥粉，在人工砂中含量为3.29%时，亚甲蓝MB值达到1.4g/kg。

四、取用不同材料的泥粉检测，判定其对亚甲蓝MB值的影响

另取两种泥粉（左岸I区、左岸III区），按照上面的试验方法，重新检测MB14试验，将其结果换算成人工砂中的泥粉含量，同时限制亚甲蓝MB值在1.4g/kg为控制点。检测结果证明，当亚甲蓝MB值控制在1.4g/kg时，泥粉的液限值越高，极小的泥粉含量，亚甲蓝MB值的指标都会超限。所以对泥粉量的控制就要越严格。同时，当泥粉含量相同时，泥粉的液限值越高，人工砂的亚甲蓝MB值也越高。这也证明人工砂的亚甲蓝MB值高低和其含有泥粉的液限高低是线性正比例关系。

五、结语

本次试验测试证明，人工砂中的石粉与泥粉的粒径均是不大于0.16mm的顆粒。在今后的工作中，不能认为石粉就是泥粉。亚甲蓝MB值测试说明，泥粉一般是细小粒径的集料，它的的吸附性，随着其液限的提高，吸附性也越强，这就会影响水泥混合物中集料和水泥的粘结，对混凝土的抗压强度、抗渗性、抗冻性、耐磨性以及干缩变形、徐变变形均会产生负面的影响。所以控制人工砂中的泥粉含量，同时要考虑泥粉材质和它混入到石粉当中的比例。人工砂中检测亚甲蓝MB值和石粉含量之间的关系不大，如果石粉中不含泥粉，则对人工砂的亚甲蓝MB值不会有影响，所以，当人工砂中的有害物质含量极少，亦或亚甲蓝MB值非常小的人工砂，对石粉含量的控制可进一步放宽。

参考文献

[1]《刚果（金）布桑加水电站施工图》；

[2]《刚果（金）布桑加水电站砂石骨料供应施工图》；

[3]DL/T 5144-2015《水工混凝土施工规范》；

[4]DL/T 5151-2014《水工混凝土砂石骨料试验规程》；

[5]DL/T 5112-2009 《水工碾压混凝土施工规范》；

[6]GB/T 14684-2011《建设用砂》。

（作者单位：中铁七局集团有限公司海外公司）