亞甲藍在BUSANGA水電站項目的應用

馬鵬程 樊繼成

摘要：亞甲藍MB值試驗可以測定人工砂的亞甲藍MB值，同時也可判定人工砂中的石粉是否含有泥粉，進一步可評定砂料的質量。在人工砂中含有的泥粉，也可以通過亞甲藍MB值試驗檢測控制。人工砂中的泥粉含量和亞甲藍MB值成線性關系；亞甲藍MB值與石粉含量的多少關系不大，當泥粉量為定值時，亞甲藍MB值與人工砂中泥粉的液限高低成線性正比例關系。

關鍵詞：人工砂；石粉；泥粉；亞甲藍MB值；BUSANGA水電站

一、導言

依據DL/T 5144-2015《水工混凝土施工規范》中細骨料規定，人工砂石粉含量指的是d≤0.16mm的顆粒，具體細分為石粉含量及微粒含量（d≤0.08mm的顆粒）。人工砂是由巖石破碎而成，所以在生產的過程中，會附帶部分山皮，會使人工砂的石粉中，含有一定量的泥粉，而泥粉和石粉對混凝土性能的影響又存在差異。當石粉和泥粉同時存在于人工砂中時，都具有很細的顆粒粒徑，就需要按照DL/T 5151-2014《水工混凝土砂石骨料試驗規程》中，人工砂亞甲藍MB值試驗來檢測人工砂中的泥粉含量，當檢測結果滿足GB/T 14684-2011《建設用砂》中相關要求時，說明該人工砂中不含有較多的泥粉，即判定人工砂質量合格；反之，則說明該人工砂中含有較多的泥粉，即判定人工砂質量不合格。

由于人工砂中的石粉粒徑小，比表面積大，當泥粉含量較大時，對混凝土強度、干縮、徐變、抗滲性能、抗凍性能、抗磨損性能都會產生不利影響。所以，通過分析人工砂中石粉和泥粉對亞甲藍MB值的不同影響，來分析人工砂質量是本項目的重點。該試樣均來自剛果（金）布桑加水電站砂石骨料系統。

二、制備試樣

該項目主要承擔加工布桑加水電站主體工程75.5萬m3混凝土所需的成品骨料，需砂石凈料總量約166.1萬t。共需加工生產混凝土骨料約120萬m3，其中粗骨料約70萬m3，細骨料約50萬m3。

根據地質勘測試驗成果，該工程采用天然砂礫料場作為混凝土骨料的料源。天然砂礫料場位于壩址區下游約 4.5km的 Lualaba河的左岸支流兩側，呈斜坡地形，地面高程742～780m。料場屬 Lualaba河的階地，后經其支流沖蝕切割形成斜坡，地形起伏較大料場地表植被發育，大部分為林區，少數為沼澤區。料場呈不規則條帶狀，沿 NE30°方向展布，有用層厚度一般5～10m，變化不大，上部細粒土需予以剝離，為Ⅱ類料場。天然砂礫石料場包括左岸料場I區、左岸料場II區、左岸料場III區三部分。

1、泥粉

取布桑加水電站砂石骨料生產供應項目的左岸I區、左岸II區、左岸III區三處開采區的泥夾層為原料，通過烘干、過0.16mm篩，制備三個泥粉試樣。通過液限塑限聯合測定法檢測泥粉的液塑限指標，試驗結果如圖1所示，左岸III區的液塑限最高55%，左岸II區的液塑限次之37%，左岸I區的液塑限最低28%。試驗取左岸II區的泥粉進行檢測分析。

2.人工砂

取布桑加水電站砂石骨料生產供應項目生產的人工砂，該人工砂是由5-20mm成品骨料通過立軸破碎，制砂機加工生產而成，成品人工砂主要用于布桑加水電站大壩主體碾壓混凝土施工，石粉含量為14.0%。

碾壓混凝土自身特點是摻合料大，水泥用量低，摻合料一般占膠凝材料的比例高達50%-70%。石粉的最大作用是降低了水泥用量、提高了碾壓混凝土漿砂比，明顯降低了水化熱反應及改善了碾壓混凝土可碾性和層間結合。根據DL/T 5112-2009 《水工碾壓混凝土施工規范》，碾壓混凝土的人工砂石粉含量宜控制在12%-22%。

三、用亞甲藍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進行試驗。根據取代比例篩出部分石粉，代之以泥粉。圖2是以左岸II區泥粉試樣取代部分石粉的亞甲藍MB值測試結果。

在0.16mm以下顆粒為14%的測試中（圖2之MB14），亞甲藍MB值與泥粉取代比例完全成線性正比關系，當泥粉含量占0.16mm以下顆粒含量的15.7%時，亞甲藍MB值即達到1.4g/kg；在人工砂0.16mm以下顆粒為20%的測試中（圖2之MB20），亞甲藍MB值與取代比例亦成線性正比關系，當泥粉占0.16mm以下顆粒含量的23.5%時，亞甲藍MB值達到了1.4g/kg；

從這兩組的試驗檢測結果看出，MB20的斜率大于MB14的斜率，這也證明亞甲藍MB值與小于0.16mm的集料的含量多少有關系，這只和泥粉含量的多少有關。把石粉和泥粉分開，換算成含泥量，僅計算出泥粉在在人工砂中的含泥量。取MB14的檢測結果，那么亞甲藍MB值和人工砂的含泥量關系就得出結果（如圖3），在此結果里可得出，亞甲藍MB值和人工砂的含泥量為正比例線性關系，同時也說明，亞甲藍MB值和石粉含量的多少沒有關系。亦即，若石粉里沒有泥粉，人工砂中的亞甲藍MB數值就不會變。因為用人工砂做試驗樣品，其中就一定會有石粉（由于布桑加水電站砂石骨料生產供應項目，是采用天然砂礫料進行生產加工骨料的，以及圖2中各條直線的截距不為0即說明這一點）。此時不考慮石粉對其的影響，左岸II區的泥粉，在人工砂中含量為3.29%時，亞甲藍MB值達到1.4g/kg。

四、取用不同材料的泥粉檢測，判定其對亞甲藍MB值的影響

另取兩種泥粉（左岸I區、左岸III區），按照上面的試驗方法，重新檢測MB14試驗，將其結果換算成人工砂中的泥粉含量，同時限制亞甲藍MB值在1.4g/kg為控制點。檢測結果證明，當亞甲藍MB值控制在1.4g/kg時，泥粉的液限值越高，極小的泥粉含量，亞甲藍MB值的指標都會超限。所以對泥粉量的控制就要越嚴格。同時，當泥粉含量相同時，泥粉的液限值越高，人工砂的亞甲藍MB值也越高。這也證明人工砂的亞甲藍MB值高低和其含有泥粉的液限高低是線性正比例關系。

五、結語

本次試驗測試證明，人工砂中的石粉與泥粉的粒徑均是不大于0.16mm的顆粒。在今后的工作中，不能認為石粉就是泥粉。亞甲藍MB值測試說明，泥粉一般是細小粒徑的集料，它的的吸附性，隨著其液限的提高，吸附性也越強，這就會影響水泥混合物中集料和水泥的粘結，對混凝土的抗壓強度、抗滲性、抗凍性、耐磨性以及干縮變形、徐變變形均會產生負面的影響。所以控制人工砂中的泥粉含量，同時要考慮泥粉材質和它混入到石粉當中的比例。人工砂中檢測亞甲藍MB值和石粉含量之間的關系不大，如果石粉中不含泥粉，則對人工砂的亞甲藍MB值不會有影響，所以，當人工砂中的有害物質含量極少，亦或亞甲藍MB值非常小的人工砂，對石粉含量的控制可進一步放寬。

參考文獻

[1]《剛果（金）布桑加水電站施工圖》；

[2]《剛果（金）布桑加水電站砂石骨料供應施工圖》；

[3]DL/T 5144-2015《水工混凝土施工規范》；

[4]DL/T 5151-2014《水工混凝土砂石骨料試驗規程》；

[5]DL/T 5112-2009 《水工碾壓混凝土施工規范》；

[6]GB/T 14684-2011《建設用砂》。

（作者單位：中鐵七局集團有限公司海外公司）