CN102854187A - 石灰石泥含量的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混合材检测技术领域，具体涉及石灰石中泥含量的检测方法。本发明提供了一种石灰石中泥含量的检测方法，具体为：A标准试样的制备：取矿山泥土样品制成粒径小于0.08mm的泥粉；取矿山石灰石，筛选粒径大于0.08mm的石灰石样品，粒径小于0.08mm的石灰石粉样品；将所得泥粉、石灰石粉与石灰石按照下述原则：

Description

石灰石泥含量的检测方法

技术领域

本发明涉及水泥用混合材检测技术领域，具体涉及水泥用石灰石中泥含量的检测方法。

背景技术

因传统水泥用混合材资源越来越匮乏，现企业采用石灰石来替代混合材原料，带来了良好经济效益。但随着石灰石用量不断增大，带来了石灰石产量、质量生产得不到保障的困难，所采取的控制方法存在较大争议，主要是石灰石破碎会产生石粉，导致采用现有石灰石泥的含量检测方法得到的结果中既包括了泥含量，还包含了石粉含量，即测试结果不准确；并且检验用时长，不能及时反应生产质量情况，给生产和质量控制带来困难，如泥含量一旦超标，将直接影响水泥产品质量，因此加强其质量控制十分必要。

本发明的申请人在检测石灰石泥含量方面进行了大量的研究。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种石灰石中泥含量指标的检测方法，该方法测试结果准确，检测用时短。

本发明的技术方案为：

本发明提供了一种石灰石中泥含量的检测方法，包括以下步骤：

A标准试样的制备：

泥粉：取矿山泥土样品，经水渗泡，使泥和石灰石分离，制成粒径小于0.08mm的细粉；

石灰石和石灰石粉：取矿山石灰石，经水冲洗，烘干破碎后，筛选粒径大于0.08mm的作为石灰石，粒径小于0.08mm的作为石灰石粉；

将所得泥粉、石灰石粉与石灰石配制为亚甲蓝试验用标准试样，标准试样的配置按照下述原则：

其中，P为泥粉和石灰石粉的质量占标准试样总质量的百分比，W为标准试样中泥粉在泥粉与石灰石粉混合物中的质量比；

B亚甲蓝试验检测标样：

采用亚甲蓝试验法检测A步骤所得标准试样的亚甲蓝溶液消耗量V，从而建立V与P、W的对应关系；

C待测石灰石试样泥含量的检测：

取待测石灰石试样M克，筛分至粒径小于2.36mm的粉末，称重记为M1，单位为克；所得粉末进一步筛分至粒径小于0.08mm的细粉，称重记为M2，单位为克；M2除以M1得通过率，记为P1；

所得粒径小于2.36mm的粉末采用亚甲蓝试验法测得亚甲蓝消耗量记为V1；

对照B步骤所得标准试样的V与P、W的对应关系，根据V1、P1得到待测石灰石试样中泥粉在泥粉与石灰石粉混合物中的质量比W1；再通过下式计算得待测石灰石试样的泥含量Y：

$Y=\frac{M2\×W1}{M}\×100\%.$

优选的，所述C步骤中，具体操作为：

取待测石灰石试样M克，筛分至粒径小于2.36mm的粉末，称重记为M1，单位为克，称取200克粒径小于2.36mm的粉末采用亚甲蓝试验法检测该粉末的亚甲蓝消耗量记为V1；

另称取200克粒径小于2.36mm的粉末进一步筛分至粒径小于0.08mm的细粉，称重记为M2，单位为g，M2除以200得通过率，记为P1；

对照B步骤所得标准试样的亚甲蓝溶液消耗量V、P与W的对应关系，根据V1、P1得到待测石灰石试样中泥粉与石灰石粉的质量比W1；再通过下式计算得待测石灰石试样的泥含量Y：

$Y=\frac{M1\×W1\×M2}{200\×M}\×100\%.$

优选的，所述A步骤中，泥粉的制备过程中，用水渗泡后，过0.08mm方孔筛去除筛余物，余下泥浆静置后抽去表层水，烘干处理后制成粒径小于0.08mm的细粉。

优选的，所述B步骤中，V与P、W对应关系的建立方式为：P值取1-20%，W取10-90%，采用亚甲蓝试验法测得标准试样的亚甲蓝消耗量V，绘制P、W、V的关系表。

本发明的有益效果：

本发明方法测试结果准确，检测用时短。

具体实施方式

本发明提供了一种石灰石中泥含量指标的检测方法，包括以下步骤：

A标准试样的制备：

泥粉：取矿山泥土样品，经水渗泡，使泥和石灰石分离，制成粒径小于0.08mm的细粉；此处泥土最好为原生态下的泥；

石灰石和石灰石粉：取矿山石灰石，经水冲洗，烘干破碎后，筛选粒径大于0.08mm的作为石灰石样品，粒径小于0.08mm的作为石灰石粉样品；此处矿山石灰石最好为爆破后的石灰石块样，未被泥污染的；

将所得泥粉、石灰石粉与石灰石配制为亚甲蓝试验用标准试样，标准试样的配置按照下述原则：

其中，P为泥粉和石灰石粉的质量占标准试样总质量的百分比，W为标准试样中泥粉在泥粉与石灰石粉混合物中的质量比；

B亚甲蓝试验检测标样：

采用亚甲蓝试验法检测A步骤所得标准试样的亚甲蓝溶液消耗量V，从而建立V与P、W的对应关系；

C待测石灰石试样泥含量的检测：

取待测石灰石试样M克，筛分至粒径小于2.36mm的粉末，称重记为M1/单位为克，所得粉末进一步筛分至粒径小于0.08mm的细粉，称重记为M2/单位为克，计算通过率记为P1；

所得粒径小于2.36mm的粉末采用亚甲蓝试验法测得亚甲蓝消耗量记为V1；

对照B步骤所得标准试样的V与P、W的对应关系，根据V1、P1得到待测石灰石试样中泥粉在泥粉与石灰石粉混合物中的质量比W1；再通过下式计算得待测石灰石试样的泥含量Y：

$Y=\frac{M2\×W1}{M}\×100\%;$ 其中P1=M2/M1。

优选的，所述C步骤中，具体操作为：

取待测石灰石试样M克，筛分至粒径小于2.36mm的粉末，称重记为M1/单位为克，称取200克粒径小于2.36mm的粉末采用亚甲蓝试验法检测该粉末的亚甲蓝消耗量记为V1；

另称取200克粒径小于2.36mm的粉末进一步筛分至粒径小于0.08mm的细粉，称重记为M2/单位为g，计算得通过率记为P1；

对照B步骤所得标准试样的亚甲蓝溶液消耗量V、P与W的对应关系，根据V1、P1得到待测石灰石试样中泥粉与石灰石粉的质量比W1；再通过下式计算得待测石灰石试样的泥含量Y：

$Y=\frac{M1\×W1\×M2}{200\×M}\×100\%;$ 其中P1=M2/200。

优选的，所述A步骤中，泥粉的制备过程中，用水渗泡后，过0.08mm方孔筛去除筛余物，余下泥浆静置后抽去表层水，再(于105℃)烘干处理后制成粒径小于0.08mm的细粉。

所述B步骤中，可将亚甲蓝溶液消耗量换算为亚甲蓝值MB，建立亚甲蓝值与标准试样P与W的对应关系，具体换算公式为：

$\mathrm{MB}=\frac{V}{G}\×10$

式中：MB——亚甲值（g/kg），表示每千克0~2.36mm粒级试样所消耗的亚甲蓝克数，精确至0.01；

G——亚甲蓝实验试样质量（200g）；

V——所加入的亚甲蓝溶液的总量（ml）；

10——系数，用于将每千克试样消耗的亚甲蓝溶液体积换算成亚甲蓝质量。

本发明依据JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石质量检验方法标准》中6.11条款试验方法检测出标样及待测样的亚甲蓝溶液的消耗量。

本发明中，泥含量指石灰石中公称粒径小于80μm颗粒的含量。通过率指对参加测试的对象进行筛选，所有通过筛选的对象与所有参加测试的对象的比值。石灰石粉含量指石灰石中粒径小于80μm，且其矿物组成和化学成分与被加工的石灰石相同的含量。

本发明的方法和原理：利用亚甲基蓝与小于0.08mm的悬作液作用后过量在快速滤纸上会形成蓝色光晕。

亚甲蓝试验是确定细集料、细粉、矿粉中是否存在膨胀性粘土矿物并确定其含量的整体指标。它的试验原理是向集料与水搅拌制成的悬浊液中不断如入亚甲蓝溶液，每加入一定量的亚甲蓝溶液后，亚甲蓝为细集料中的粉料所吸附，用玻璃棒沾取少许悬浊液滴到滤纸上观察是否有游离的亚甲蓝放射出的浅蓝色色晕，判断集料对染料溶液的吸附情况。通过色晕试验，确定添加亚甲蓝染料的终点，直到该染料停止表面吸附。当出现游离的亚甲蓝(以浅蓝色色晕宽度1㎜左右作为标准)时，计算亚甲蓝值MBV，计算结果表示为每1000g试样吸收的亚甲蓝的克数。

因为细集料中的非粘土性矿物质颗粒的比表面相对要小得多(1㎡/g～3㎡／g)，且并不吸收任何可见数量的染料。因此，以亚甲蓝值表示粘土部分的特性时，没有必要从集料的残余部分中分离出这些非粘土颗粒，所以通常试验直接采用2.36㎜以下部分细集料。当需要进一步检验0.15㎜以下颗粒中粘土部分的含量时，可采用0.15㎜以下集料进行试验。

实施例

采用本发明的方法检测四川峨眉山九里镇兴阳村一带矿山开采石灰石中的泥含量，具体操作为：

1标准试样的制备：

泥粉：选择矿山盖山泥土10kg，用水渗泡后，过0.08mm方孔筛去除筛余物，余下泥浆经静置抽去表层水，再用烘箱105℃烘干处理后，采用人工方法制成细粉通过0.08mm方孔筛，4kg左右备用；

石灰石和石灰石粉：选洁净峨胜矿山石灰石，用水冲洗表面，烘干后，机械破碎，筛选2.36mm~0.08mm粒径的石灰石样品40kg，筛选0.08mm以下的石灰石粉样品4kg；

制备标准试样(每份标样为200g)：

制备标样时泥粉、石灰石粉、石灰石的加入量分别根据以下原则进行：

A)泥粉加入量H1，单位g：

H1=200×P×W        (1)

B)石灰石粉加入量H2，单位g：

H2=200×P×(1-W)    (2)

C)粒径0.08mm~2.36mm石灰石加入量H3，单位g：

H3=200-P×200       (3)

上述公式中：

200——亚甲基蓝试验样品总质量200g，

P——0~2.36mm样品200g通过0.08mm筛子筛出质量百分比，

W——粒径0.08mm的泥粉在粒径0.08mm泥粉与石灰石粉混合物中的百分比。

其中，当P值取1-20%，W取10-90%，具体的P、W值如表1所示；具体如当P为1%、W为70%时，H1=1.4g，H2=0.6，H3=198g；其他同理。

表1标准试样P、W、V的关系表

注：表中w(%)为标样中泥粉在石灰石粉与泥粉混合物中的质量比，P(通过率%)表示0~2.36mm样品200g通过0.08mm筛子筛出质量百分比，V(ml)表示200g标样的亚甲蓝消耗量。

2亚甲蓝试验检测标样：

将制得的标准试样倒入盛有500mL±5mL蒸馏水的烧杯中，用叶轮搅拌机以（600±60）r/min转速搅拌5min，形成悬浮液，然后将搅拌机转速调至（400±40）r/min，加入5mL亚甲蓝溶液，1min后，用玻璃棒沾取一滴悬浮液（所取悬浮液滴应使沉淀物直径在8mm~12mm内），滴于滤纸（置于空烧杯或其他合适的支撑物上，以便滤纸表面不与任何固体或液体接触）上。若沉淀物周围未出现色晕，再加入5mL亚甲蓝溶液，继续搅拌1min，再用玻璃棒沾取一滴悬浮液，滴于滤纸上，若沉淀物周围仍未出现色晕，重复上述步骤，直至沉淀物周围出现约1mm的稳定浅蓝色色晕。此时，应继续搅拌，不加亚甲蓝溶液，每1min进行一次沾染试验；若色晕在4min内消失，再加入5mL亚甲蓝溶液；若色晕在第5min消失，再加入2mL亚甲蓝溶液。两种情况下，均应继续进行搅拌和沾染试验，直至色晕可持续5min。

记录色晕持续5min时所加入的亚甲蓝溶液总体积V，精确至1mL。

重复上述步骤分别测定各比例标准试样中，测定出亚甲蓝消耗毫升数，结果如表1所示，表1记为标准试验P、W、V的关系表，其中P代表粒径小于0.08mm的样品占标样总量的质量比，W为标准试样中泥粉在泥粉与石灰石粉混合物中的质量比，V为200g标样的亚甲蓝溶液消耗量V。

此外，根据上述试验结果，通过样品之间消耗亚甲基蓝体积两两相减，对应的泥含量质量相减后，泥含量质量差与亚甲基蓝体积差相比，计算出亚甲蓝与泥含量的消耗对应关系系数，计算公式如下：

$c=\frac{m1-m2}{v1-v2}---\left(4\right)$

式中：

c——亚甲蓝与泥含量的消耗对应关系系数，即1毫升亚甲蓝消耗多少克泥；

m1——表中某一列(下述用该列表示)对应的标准泥含量质量，g；

m2——表中该列的前一列对应的标准泥含量质量，g；

v1——表中该列测定时消耗的亚甲蓝毫升数，ml；

v2——表中该列的前一列测定时消耗的亚甲蓝毫升数，ml；

经过对标样表1中的数据全部计算系数c值后，进行一元线性回归方程显著性检验，数理统计分析得出两者之间的相关系数r大于0.99，相关性非常好，因此c系数值是可靠的，其测量误差适用于水泥用石灰石掺合材的生产控制要求。按公式(4)计算得出具体结果如表2所示，由此可得上式中的系数c为0.4，即1ml亚甲蓝消耗0.4g泥。

表2标样亚甲蓝与泥含量对应关系拟合记录表

注：表中w(%)为标样中泥粉在石灰石粉与泥粉混合物中的质量比，P(通过率%)表示0~2.36mm样品200g通过0.08mm筛子筛出质量百分比，c为系数，即1ml亚甲蓝消耗多少g泥。

3待测石灰石试样泥含量的检测：

从矿山皮带取经矿山破碎机破碎粒径＜200mm总质量为10kg的样品。将总质量为10kg的样品用2.36mm的方孔筛全部筛分，对筛出物进行称量质量为1.058kg。

取通过2.36mm方孔筛的样品，混匀缩分成4份样品，每份样品＞250g，置入在105℃±5℃烘箱中烘干至恒重，待冷却至室温后备用。

从上述4份样品中取出一份，称取200g，用0.08mm方孔筛筛分，称量通过0.08mm方孔筛样品质量，具体为24g。

另取一份200g的样品，进行亚甲蓝实验。将试样倒入盛有500mL±5mL蒸馏水的烧杯中，用叶轮搅拌机以（600±60）r/min转速搅拌5min，形成悬浮液，然后将搅拌机转速调至（400±40）r/min，加入5mL亚甲蓝溶液，1min后，用玻璃棒沾取一滴悬浮液（所取悬浮液滴应使沉淀物直径在8mm-12mm内），滴于滤纸（置于空烧杯或其他合适的支撑物上，以便滤纸表面不与任何固体或液体接触）上。若沉淀物周围未出现色晕，再加入5mL亚甲蓝溶液，继续搅拌1min，再用玻璃棒沾取一滴悬浮液，滴于滤纸上，若沉淀物周围仍未出现色晕，重复上述步骤，直至沉淀物周围出现约1mm的稳定浅蓝色色晕。此时，应继续搅拌，不加亚甲蓝溶液，每1min进行一次沾染试验。若色晕在4min内消失，再加入5mL亚甲蓝溶液；若色晕在第5min消失，再加入2mL亚甲蓝溶液。两种情况下，均应继续进行搅拌和沾染试验，直至色晕可持续5min。

所得色晕持续5min时所加入的亚甲蓝溶液总体积为35mL。

结果计算与处理

1)通过率计算

$P=\frac{M2}{200}\×100\%=\frac{24}{200}\×100\%=12\%---\left(5\right)$

2)泥含量查表法

通过P(12%)，亚甲基蓝消耗的体积V(35ml)在表1中查找泥粉在泥粉与石灰石粉混合物中的质量比W；由表1可知，具体W值为50%；

3)待测石灰石样泥含量：

A)公式法：

$p=\frac{W\×M2\×M1}{200\×M}\×100\%=\frac{0.5\×24\×1058}{200\×10\×100}\×100\%=0.63\%---\left(6\right)$

式中：

y——水泥用石灰石泥含量，%

W——粒径0.08mm的泥在粒径0.08mm泥与石粉混合物中的百分比，%

M2——0~2.36mm样品200g通过0.08mm筛子筛出的质量，g

M1——通过2.36mm方孔筛样品质量，g

M——样品总质量，kg

200——亚甲基蓝试验样品总质量200，g

将具体数值代入上式，可得石灰石泥含量为0.63%。

B)系数计算法：待测样的泥含量也可采用直接计算，具体公式为：

$y=\frac{0.4\×(V1-5)\×M1}{200\×M}\×100\%=\frac{0.4\×(35-5)\×1058}{200\×10\×1000}\×100\%=0.63\%---\left(7\right)$

式中：

y——水泥用石灰石泥含量，%

W——粒径0.08mm的泥在粒径0.08mm泥与石粉混合物中的百分比，%

0.4——1ml亚甲基蓝溶液反应0.4g泥土，

M1——通过2.36mm方孔筛样品质量，

M——样品总质量，

V1——试验消耗亚甲基蓝毫升数，

5ml——空白试验消耗的5ml亚甲基蓝溶液。

可见，公式计算法与系数计算法所得样品中的泥含量结果相同。

本发明中，之所以将试样先筛分至小于2.36mm的样品，主要在于直接用粒径小于0.08mm的试样进行亚甲蓝实验，会增大亚甲蓝溶液使用体积，导致试验误差增大1%以上，超出搅拌器反应器皿600ml的反应体积，导致样品向外飞溅。

Claims (4)

1.石灰石中泥含量的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

A标准试样的制备：

泥粉：取矿山泥土样品，经水渗泡，使泥和石灰石分离，制成粒径小于0.08mm的细粉；

石灰石和石灰石粉：取矿山石灰石，经水冲洗，烘干破碎后，筛选粒径大于0.08mm的作为石灰石，粒径小于0.08mm的作为石灰石粉；

将所得泥粉、石灰石粉与石灰石配制为亚甲蓝试验用标准试样，标准试样的配置按照下述原则：

其中，P为泥粉和石灰石粉的质量占标准试样总质量的百分比，W为标准试样中泥粉在泥粉与石灰石粉混合物中的质量比；

B亚甲蓝试验检测标样：

采用亚甲蓝试验法检测A步骤所得标准试样的亚甲蓝溶液消耗量V，从而建立V与P、W的对应关系；

C待测石灰石试样泥含量的检测：

取待测石灰石试样M克，筛分至粒径小于2.36mm的粉末，称重记为M1，单位为克；所得粉末进一步筛分至粒径小于0.08mm的细粉，称重记为M2，单位为克；M2除以M1得通过率，记为P1；

所得粒径小于2.36mm的粉末采用亚甲蓝试验法测得亚甲蓝消耗量记为V1；

对照B步骤所得标准试样的V与P、W的对应关系，根据V1、P1得到待测石灰石试样中泥粉在泥粉与石灰石粉混合物中的质量比W1；再通过下式计算得待测石灰石试样的泥含量Y：

$Y=\frac{M2\×W1}{M}\×100\%.$

2.根据权利要求1所述的石灰石中泥含量的检测方法，其特征在于，所述C步骤中的检测方法为：

取待测石灰石试样M克，筛分至粒径小于2.36mm的粉末，称重记为M1，单位为克；称取200克粒径小于2.36mm的粉末采用亚甲蓝试验法检测该粉末的亚甲蓝消耗量记为V1；

另称取200克粒径小于2.36mm的粉末进一步筛分至粒径小于0.08mm的细粉，称重记为M2，单位为g；M2除以200得通过率记为P1；

对照B步骤所得标准试样的亚甲蓝溶液消耗量V、P与W的对应关系，根据V1、P1得到待测石灰石试样中泥粉与石灰石粉的质量比W1；再通过下式计算得待测石灰石试样的泥含量Y：

$Y=\frac{M1\×W1\×M2}{200\×M}\×100\%.$

3.根据权利要求1或2所述的石灰石中泥含量的检测方法，其特征在于，所述A步骤中，泥粉的制备过程中，用水渗泡后，过0.08mm方孔筛去除筛余物，余下泥浆静置后抽去表层水，烘干处理后制成粒径小于0.08mm的细粉。

4.根据权利要求1或2所述的石灰石中泥含量的检测方法，其特征在于，所述B步骤中，V与P、W对应关系的建立方式为：P值取1-20%，W取10-90%，采用亚甲蓝试验法测得标准试样的亚甲蓝消耗量V，绘制P、W、V的关系表。