利用亞甲藍(lán)滴定法確定機(jī)制砂的含泥量

尹慧

摘要：利用振篩機(jī)篩出機(jī)制砂中石粉開口泥土的混合物，利用泥土對(duì)亞甲藍(lán)的吸附性，通過(guò)滴定亞甲藍(lán)，在亞甲藍(lán)值和泥土含量的線性關(guān)系圖中找出該亞甲藍(lán)值下泥土的含量，就可以得出石粉的精確含量。

關(guān)鍵詞：石粉含量；含泥量；亞甲藍(lán)；線性關(guān)系

0引言

石粉主要是指巖石經(jīng)過(guò)機(jī)械加工后的微細(xì)顆粒。石粉形貌與水泥顆粒相似，為形狀不規(guī)則的多棱體。由于混凝土中膠凝材料和水的用量較少，當(dāng)人工砂中含有適量的石粉時(shí)，因與摻合料的細(xì)度基本相當(dāng)，石粉在砂漿中能夠替代部分摻合料，與膠凝材料一起起到填充空隙和包裹砂粒表面的作用，即相當(dāng)于增加了膠凝材料漿體，能在一定程度上改善灰漿量較少的混凝土拌和物的和易性，增進(jìn)混凝土的勻質(zhì)性、密實(shí)性、抗?jié)B性，提高混凝土的強(qiáng)度及斷裂韌性，改善施工層面的膠粘性能，減少膠凝材料用量，降低絕熱溫升。

泥含量是砂石材料的一個(gè)重要指標(biāo)，微小顆粒大大增加了粉料的比表面積，單方用水量大大提高，強(qiáng)度不能滿足要求，勢(shì)必需要提高外加劑摻量，從而增加混凝土成本。含泥量過(guò)大會(huì)降低混凝土骨料界面的粘結(jié)強(qiáng)度，降低混凝土的抗拉強(qiáng)度，會(huì)對(duì)混凝土的強(qiáng)度和耐久性能產(chǎn)生影Ⅱ向，也會(huì)引起混凝土本身起皮、開裂，給工程質(zhì)量帶來(lái)不可估量的損失。另外砂石中泥含量過(guò)多，新拌混凝土的坍落度相應(yīng)降低，若要求混凝土的坍落度相同，用水量必然增加，這樣也會(huì)相應(yīng)增加水泥用量或提高外加劑摻量，在很大程度上又增加了混凝土成本。

由于限于廣大鐵路所在地云南大理鳳儀河砂量少，進(jìn)貨渠道不便，以及隧道石料較多，我們采用機(jī)制砂攪拌混凝土。但在施工實(shí)際中，石料廠挖采巖石制作機(jī)制砂的過(guò)程中，不可避免地會(huì)混入泥土，所以我們篩分出來(lái)的石粉中或多或少的有泥土的含量。通過(guò)上面的石粉和泥土的優(yōu)劣點(diǎn)的分析，我們更為迫切的需要知道到底篩出的粉末中哪種物質(zhì)含量更大。在GB/T 14684-2011≤建設(shè)用砂≥中規(guī)定了可用亞甲藍(lán)試驗(yàn)方法，在TB 10424-2010≤鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)≥中規(guī)定MB值<1.4的機(jī)制砂，石粉含量按混凝土的強(qiáng)度等級(jí)

1試驗(yàn)材料與方法

1.1試驗(yàn)原材料

石粉的采集：把機(jī)制砂通過(guò)振篩機(jī)篩分出大于1.18mm篩的顆粒，再用水浸泡清洗干凈，以徹底排除泥土的混入，避免泥土對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有所影響；再裝入機(jī)制砂壓碎值儀中，用壓力機(jī)加壓破碎成粉，再篩出并收集小于0.075mm的石粉，反復(fù)幾次，制備足夠試驗(yàn)用的石粉。

泥土的采集：在華營(yíng)普和石料廠附近采集，烘干過(guò)0.075mm篩備用。該石料廠為廣大鐵路所用機(jī)制砂的產(chǎn)地，試驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)可以為我們的工程利用，而并非只是試驗(yàn)研究。

純凈石粉顏色和石子顏色相同，為青色，外表看上去類似粉煤灰；泥土的顏色為黃色；雖然兩者顏色各異，但想通過(guò)顏色判斷哪個(gè)含量大也是不容易的：兩者密度也相近，也無(wú)法通過(guò)密度來(lái)判別。所以我們利用亞甲藍(lán)來(lái)區(qū)分。

1.2試驗(yàn)方法及思路

亞甲藍(lán)按GB/T 14684-201l≤建設(shè)用砂≥規(guī)定的方法進(jìn)行配制。配置亞甲藍(lán)溶液所用的次甲基蘭的生產(chǎn)廠家為天津市瑞金特化學(xué)品有限公司。為了試驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性，我們需要做三類試驗(yàn)：①改變純石粉的數(shù)量，得出每個(gè)石粉對(duì)應(yīng)的亞甲藍(lán)值，來(lái)判斷石粉對(duì)亞甲藍(lán)值的影響程度；②改變泥土的數(shù)量，得出每個(gè)泥土對(duì)應(yīng)的亞甲藍(lán)值，來(lái)判斷泥土對(duì)亞甲藍(lán)值的影響程度；③把石粉和泥土制成定量的混合物，調(diào)整石粉和泥土的質(zhì)量比例，來(lái)確定不同比例的含泥量所對(duì)應(yīng)的亞甲藍(lán)值，找出亞甲藍(lán)值和泥土的百分比關(guān)系，再繪制出相關(guān)關(guān)系圖。在我們實(shí)際工作中，用振篩機(jī)篩出粒徑小于0.075mm的石粉和泥土的混合物，再?gòu)纳厦娴膩喖姿{(lán)值和泥土的關(guān)系圖中，通過(guò)滴定的亞甲藍(lán)值找到準(zhǔn)確的泥土的百分?jǐn)?shù)，就能得出機(jī)制砂的含泥量了。

由于亞甲藍(lán)試驗(yàn)是一個(gè)定性試驗(yàn)，對(duì)色暈的有效判斷因人而異，所以我們的試驗(yàn)操作由一人操作完成，用同樣的視覺(jué)感受來(lái)判斷出現(xiàn)色暈的最佳時(shí)機(jī)，以減少試驗(yàn)的系統(tǒng)誤差，增加試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

2試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1泥土、石粉與亞甲藍(lán)值的關(guān)系

按照機(jī)制砂含泥量為3%作為起始點(diǎn)，稱取泥土重量為200×3%=6g，每3g遞增，記錄每個(gè)泥土重量滴定的亞甲藍(lán)溶液的毫升數(shù)。繪制出泥土與亞甲藍(lán)的關(guān)系圖如圖1。

從圖1所示泥土對(duì)機(jī)制砂亞甲藍(lán)的影響結(jié)果可以看出，隨著泥土的數(shù)量增大，需要更多的亞甲藍(lán)溶液來(lái)滴定，而且增加的幅度也不小，即泥土對(duì)亞甲藍(lán)的吸附量較大。

2.2石粉與亞甲藍(lán)值的關(guān)系

稱取石粉6g每3g遞增，記錄每個(gè)石粉重量滴定的亞甲藍(lán)溶液的毫升數(shù)。繪制出石粉與亞甲藍(lán)的關(guān)系圖如圖2。

從圖2所示石粉對(duì)機(jī)制砂亞甲藍(lán)的影響結(jié)果可以看出，隨著石粉的數(shù)量增大，需要的亞甲藍(lán)溶液并未增加很多，即說(shuō)明石粉對(duì)亞甲藍(lán)的吸附量較小。

從圖1和圖2的結(jié)論表明機(jī)制砂的粉狀顆粒中對(duì)亞甲藍(lán)用量影響較大的是泥土含量，并非石粉含量。

2.3不同泥土含量與亞甲藍(lán)的關(guān)系

把石粉和泥土制作成定量100g的混合物，調(diào)整泥土與石粉的比例從10%至90%，記錄每次滴定亞甲藍(lán)溶液的毫升數(shù)。繪制出泥土含量與亞甲藍(lán)的關(guān)系圖如圖3。

從圖3所示隨著機(jī)制砂中泥土含量的增加，亞甲藍(lán)值也迅速增加，并且呈線性相關(guān)。相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值非常接近1，基本成正比關(guān)系。

3試驗(yàn)數(shù)據(jù)在施工中的應(yīng)用

通過(guò)上述試驗(yàn)我們得到了泥土含量與亞甲藍(lán)的關(guān)系圖，但我們的目的并未達(dá)到，而是要把試驗(yàn)成果應(yīng)用在我們的工作中。

通過(guò)振篩機(jī)篩出石粉與泥土的混合物，即粒徑小于0.075mm的篩余物100g，用亞甲藍(lán)溶液滴定該混合物，記錄亞甲藍(lán)溶液的數(shù)量，在圖3中對(duì)應(yīng)亞甲藍(lán)的數(shù)量找到泥土的百分比，即混合物中泥土所占的百分?jǐn)?shù)（A）。

再取500g機(jī)制砂通過(guò)振篩機(jī)篩出粒徑小于0.075mm的篩余物，稱量篩余物的重量（B），即能計(jì)算出泥土的數(shù)量C=B×A，和含泥量D=C/500。有了準(zhǔn)確的含泥量，就能判斷機(jī)制砂的含泥量指標(biāo)是否合格，及對(duì)混凝土的影響程度。

當(dāng)然，本實(shí)驗(yàn)只做了華營(yíng)普和石料廠的泥土的滴定關(guān)系，但土的差別很大，分類也很多，我們的試驗(yàn)只適用一種土。不同塑性指數(shù)的土對(duì)亞甲藍(lán)的吸附作用應(yīng)該也有所不同，本實(shí)驗(yàn)只提供了一個(gè)思路，但方法適用任何土類。

4結(jié)語(yǔ)

在廣大鐵路大量的工地混凝土試拌過(guò)程中發(fā)現(xiàn)當(dāng)機(jī)制砂的含泥量增大時(shí)混凝土的需水量，外加劑的用量都會(huì)相應(yīng)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。阻礙水泥與骨料膠結(jié)的充分發(fā)展，妨礙水泥的正常水化。同時(shí)泥土顆粒的吸附性遠(yuǎn)大于水泥顆粒，它吸附外加劑成分使混凝土喪失某方面的性能。拌合站在石料廠和配合比已確定的前提下，機(jī)制砂的含泥量和石粉含量對(duì)混凝土的工作性和強(qiáng)度影響很大，本文利用泥土對(duì)亞甲藍(lán)的吸附性確定機(jī)制砂顆粒中泥土含量與出現(xiàn)明顯色暈時(shí)亞甲藍(lán)用量的比例關(guān)系來(lái)確定機(jī)制砂中的準(zhǔn)確含泥量，以確定該批機(jī)制砂的含泥量對(duì)混凝土影響程度，有利于工地上控制混凝土的質(zhì)量，為工程建設(shè)有一定的實(shí)踐指導(dǎo)意義。