利用亞甲藍滴定法確定機制砂的含泥量

尹慧

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

關鍵詞：石粉含量；含泥量；亞甲藍；線性關系

0引言

石粉主要是指巖石經過機械加工后的微細顆粒。石粉形貌與水泥顆粒相似，為形狀不規則的多棱體。由于混凝土中膠凝材料和水的用量較少，當人工砂中含有適量的石粉時，因與摻合料的細度基本相當，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，增進混凝土的勻質性、密實性、抗滲性，提高混凝土的強度及斷裂韌性，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重要指標，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，強度不能滿足要求，勢必需要提高外加劑摻量，從而增加混凝土成本。含泥量過大會降低混凝土骨料界面的粘結強度，降低混凝土的抗拉強度，會對混凝土的強度和耐久性能產生影Ⅱ向，也會引起混凝土本身起皮、開裂，給工程質量帶來不可估量的損失。另外砂石中泥含量過多，新拌混凝土的坍落度相應降低，若要求混凝土的坍落度相同，用水量必然增加，這樣也會相應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，進貨渠道不便，以及隧道石料較多，我們采用機制砂攪拌混凝土。但在施工實際中，石料廠挖采巖石制作機制砂的過程中，不可避免地會混入泥土，所以我們篩分出來的石粉中或多或少的有泥土的含量。通過上面的石粉和泥土的優劣點的分析，我們更為迫切的需要知道到底篩出的粉末中哪種物質含量更大。在GB/T 14684-2011≤建設用砂≥中規定了可用亞甲藍試驗方法，在TB 10424-2010≤鐵路混凝土工程施工質量驗收標準≥中規定MB值<1.4的機制砂，石粉含量按混凝土的強度等級

1試驗材料與方法

1.1試驗原材料

石粉的采集：把機制砂通過振篩機篩分出大于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，避免泥土對試驗結果有所影響；再裝入機制砂壓碎值儀中，用壓力機加壓破碎成粉，再篩出并收集小于0.075mm的石粉，反復幾次，制備足夠試驗用的石粉。

泥土的采集：在華營普和石料廠附近采集，烘干過0.075mm篩備用。該石料廠為廣大鐵路所用機制砂的產地，試驗得出的數據可以為我們的工程利用，而并非只是試驗研究。

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，但想通過顏色判斷哪個含量大也是不容易的：兩者密度也相近，也無法通過密度來判別。所以我們利用亞甲藍來區分。

1.2試驗方法及思路

亞甲藍按GB/T 14684-201l≤建設用砂≥規定的方法進行配制。配置亞甲藍溶液所用的次甲基蘭的生產廠家為天津市瑞金特化學品有限公司。為了試驗的嚴謹性，我們需要做三類試驗：①改變純石粉的數量，得出每個石粉對應的亞甲藍值，來判斷石粉對亞甲藍值的影響程度；②改變泥土的數量，得出每個泥土對應的亞甲藍值，來判斷泥土對亞甲藍值的影響程度；③把石粉和泥土制成定量的混合物，調整石粉和泥土的質量比例，來確定不同比例的含泥量所對應的亞甲藍值，找出亞甲藍值和泥土的百分比關系，再繪制出相關關系圖。在我們實際工作中，用振篩機篩出粒徑小于0.075mm的石粉和泥土的混合物，再從上面的亞甲藍值和泥土的關系圖中，通過滴定的亞甲藍值找到準確的泥土的百分數，就能得出機制砂的含泥量了。

由于亞甲藍試驗是一個定性試驗，對色暈的有效判斷因人而異，所以我們的試驗操作由一人操作完成，用同樣的視覺感受來判斷出現色暈的最佳時機，以減少試驗的系統誤差，增加試驗的準確性。

2試驗結果與分析

2.1泥土、石粉與亞甲藍值的關系

按照機制砂含泥量為3%作為起始點，稱取泥土重量為200×3%=6g，每3g遞增，記錄每個泥土重量滴定的亞甲藍溶液的毫升數。繪制出泥土與亞甲藍的關系圖如圖1。

從圖1所示泥土對機制砂亞甲藍的影響結果可以看出，隨著泥土的數量增大，需要更多的亞甲藍溶液來滴定，而且增加的幅度也不小，即泥土對亞甲藍的吸附量較大。

2.2石粉與亞甲藍值的關系

稱取石粉6g每3g遞增，記錄每個石粉重量滴定的亞甲藍溶液的毫升數。繪制出石粉與亞甲藍的關系圖如圖2。

從圖2所示石粉對機制砂亞甲藍的影響結果可以看出，隨著石粉的數量增大，需要的亞甲藍溶液并未增加很多，即說明石粉對亞甲藍的吸附量較小。

從圖1和圖2的結論表明機制砂的粉狀顆粒中對亞甲藍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的關系

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

從圖3所示隨著機制砂中泥土含量的增加，亞甲藍值也迅速增加，并且呈線性相關。相關系數的絕對值非常接近1，基本成正比關系。

3試驗數據在施工中的應用

通過上述試驗我們得到了泥土含量與亞甲藍的關系圖，但我們的目的并未達到，而是要把試驗成果應用在我們的工作中。

通過振篩機篩出石粉與泥土的混合物，即粒徑小于0.075mm的篩余物100g，用亞甲藍溶液滴定該混合物，記錄亞甲藍溶液的數量，在圖3中對應亞甲藍的數量找到泥土的百分比，即混合物中泥土所占的百分數（A）。

再取500g機制砂通過振篩機篩出粒徑小于0.075mm的篩余物，稱量篩余物的重量（B），即能計算出泥土的數量C=B×A，和含泥量D=C/500。有了準確的含泥量，就能判斷機制砂的含泥量指標是否合格，及對混凝土的影響程度。

當然，本實驗只做了華營普和石料廠的泥土的滴定關系，但土的差別很大，分類也很多，我們的試驗只適用一種土。不同塑性指數的土對亞甲藍的吸附作用應該也有所不同，本實驗只提供了一個思路，但方法適用任何土類。

4結語

在廣大鐵路大量的工地混凝土試拌過程中發現當機制砂的含泥量增大時混凝土的需水量，外加劑的用量都會相應的增加，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的充分發展，妨礙水泥的正常水化。同時泥土顆粒的吸附性遠大于水泥顆粒，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，機制砂的含泥量和石粉含量對混凝土的工作性和強度影響很大，本文利用泥土對亞甲藍的吸附性確定機制砂顆粒中泥土含量與出現明顯色暈時亞甲藍用量的比例關系來確定機制砂中的準確含泥量，以確定該批機制砂的含泥量對混凝土影響程度，有利于工地上控制混凝土的質量，為工程建設有一定的實踐指導意義。