CN108645747B - 一种测定机制砂石粉吸附性能的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种测定机制砂石粉吸附性能的方法，属于土木工程材料技术领域。包括：将机制砂烘至恒重，增加石粉筛进行颗粒级配筛分，取筛底石粉备用；通过胶砂流动度试验确定基准组在低水胶比下胶砂流动度达到指定范围内的减水剂用量；将上述筛底石粉掺加指定掺量，按照基准组的胶砂配合比进行胶砂流动度试验，测定实验组的胶砂流动度，根据公式计算流动度比。本发明的测定方法与机制砂亚甲蓝MB值相比，具有效率高、对仪器设备要求简单、操作可行性强、试验结果区分度明显的特点，测量结果能更好的反应机制砂石粉是否存在膨胀性黏土矿物及其含量的整体指标，对控制机制砂石粉含量具有更好的指导作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种测定机制砂石粉吸附性能的方法，属于土木工程材料技术领域。
背景技术
近年来，我国土木工程基础设施建设规模巨大，优质河砂资源日趋匮乏，机制砂资源丰富、质量可控，而且成本低廉，已在我国得到大量应用。随着环保意识的增强，可开采的河砂资源越来越少，机制砂在我国将会得到更加广泛的应用。
机制砂中粒径小于75μm的石粉的吸附性能，是评价机制砂性能的一个重要技术指标，目前我国相关的机制砂标准一般都采用机制砂亚甲蓝(MB)值的试验方法。机制砂亚甲蓝(MB)值的试验方法存在一些不足之处，如专利号为“CN103728300A”的名为“一种机制砂亚甲蓝MB值的测定方法”和专利号为“CN106556555A”的名为“一种精确测定机制砂亚甲蓝MB值的方法”都阐述了该方法存在的问题，并分别提出了有效的改进措施。
但机制砂亚甲蓝(MB)值的试验方法以及上述两个专利改进的试验方法还存在一些不足之处：
1)适用于不同岩性机制砂的可靠性有待进一步验证：《公路工程集料试验规程》JTG E42指出：亚甲蓝试验的目的是确定细集料、细粉中是否存在膨胀性黏土矿物及其含量的整体指标。《水工混凝土掺用石灰石粉技术规范》DL/T 5304指出：由于亚甲基蓝具有优先被黏土、有机质和氢氧化铁吸附的特性，因此国内外许多标准采用亚甲基蓝吸附值来表征材料中的黏土质含量。常见的机制砂岩性有石灰岩、花岗岩、玄武岩、尾矿等，而部分玄武岩和尾矿机制砂中含有一定量的氢氧化铁，当采用机制砂亚甲蓝(MB)值的试验方法对含有一定量的氢氧化铁的玄武岩和尾矿机制砂进行判定时，可能会导致误判玄武岩和尾矿机制砂中的膨胀性黏土矿物较高。
2)对试剂、材料、仪器设备要求相对复杂：需要制备亚甲蓝溶液，而且亚甲蓝溶液保质期只有28d；需要定量滤纸(快速)；需要购置叶轮搅拌器；移液管或带刻度的注射器或碱式滴定管等。
3)对试验操作人员的要求较高：由于每个人观察色晕凹月面宽度的不同会使得试验结果出现不同程度的误差。
4)对于亚甲蓝(MB)值比较高的机制砂，试验效率较低。
5)对操作人员的潜在危害以及污染环境：制备亚甲蓝溶液时，亚甲蓝粉末颗粒很难避免进入呼吸道，同时抛弃的亚甲蓝溶液也造成环境污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测定机制砂石粉吸附性能的方法，由于机制砂石粉中的膨胀性黏土矿物主要影响砂浆及混凝土的工作性，因此采用流动度比能够更加直接的评价机制砂石粉中是否存在膨胀性黏土矿物及其含量的整体指标。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案达到的：
一种测定机制砂石粉吸附性能的方法，其特征在于：将机制砂烘干至恒重，增加石粉筛进行颗粒级配筛分，取筛底石粉备用；通过胶砂流动度试验确定基准组在低水胶比下胶砂流动度达到指定范围内的减水剂用量；将上述筛底石粉掺加指定掺量，按照基准组的胶砂配合比进行胶砂流动度试验，测定实验组的胶砂流动度，根据公式计算流动度比。
进一步的，所述机制砂为实验用机制砂。
进一步的，所述低水胶比为0.4。
进一步的，所述石粉筛为75μm方孔筛。
进一步的，所述基准组水泥包括水泥、砂、水和减水剂，所述减水剂的用量为基准组胶砂流动度达到180±5mm时的减水剂用量，按照水泥胶砂流动度试验进行试验，记录基准组的胶砂流动度Y。
进一步的，所述实验组包括水泥、石粉、砂、水和减水剂，按照水泥胶砂流动度试验进行试验，记录实验组的胶砂流动度X。
进一步的，所述公式为：
其中：F0.4--石粉在0.4水胶比下的流动度比(％)；
X—实验组的胶砂流动度(mm)；
Y—基准组的胶砂流动度(mm)。
进一步的，包括以下步骤：
1)、取机制砂烘干至恒重不少于3000重量份，称取试样500重量份，增加75μm的方孔筛，将套筛置于摇筛机上，摇10min，取下套筛，套筛筛余全部倒掉，取筛底石粉备用；再次称取试样500重量份，进行同样的筛分，直至筛底石粉累计达到150重量份；
2)、测定基准组的胶砂流动度：分别称取水泥450重量份、砂1350重量份、水180重量份，减水剂Z重量份(Z为基准组胶砂流动度达到180±5mm时的减水剂用量)，按照水泥胶砂流动度试验进行试验，记录基准组的胶砂流动度Y；
3)、测定实验组的胶砂流动度：分别称取水泥315重量份、石粉135重量份、砂1350重量份、水180重量份、减水剂Z重量份，按照水泥胶砂流动度试验进行试验，记录实验组的胶砂流动度X；
4)、根据公式
其中：F0.4--石粉在0.4水胶比下的流动度比(％)；
X—实验组的胶砂流动度(mm)；
Y—基准组的胶砂流动度(mm)；
5)、F0.4越大，机制砂石粉中存在膨胀性黏土矿物含量越少；反之，则越多。
进一步的，包括以下步骤：
1)、取机制砂烘干至恒重不少于3000g，称取试样500g，增加75μm的方孔筛，将套筛置于摇筛机上，摇10min，取下套筛，套筛筛余全部倒掉，取筛底石粉备用；再次称取试样500g，进行同样的筛分，直至筛底石粉累计达到150g；
2)、测定基准组的胶砂流动度：分别称取水泥450重量份、砂1350g、水180g，减水剂Zg，Z为基准组胶砂流动度达到180±5mm时的减水剂用量，按照水泥胶砂流动度试验进行试验，记录基准组的胶砂流动度Y；
3)、测定实验组的胶砂流动度：分别称取水泥315g、石粉135g、砂1350g、水180g、减水剂Zg，按照水泥胶砂流动度试验进行试验，记录实验组的胶砂流动度X；
4)、根据公式
其中：F0.4--石粉在0.4水胶比下的流动度比(％)；
X—实验组的胶砂流动度(mm)；
Y—基准组的胶砂流动度(mm)；
5)、F0.4越大，机制砂石粉中存在膨胀性黏土矿物含量越少；反之，则越多。
进一步的，所述步骤2)和3)所述的水泥为符合《混凝土外加剂》GB 8076附录A混凝土外加剂性能检验用基准水泥技术条件要求的基准水泥。
进一步的，所述步骤2)和3)所述的砂为符合《水泥胶砂强度检验方法》GB 17671规定的ISO标准砂。
进一步的，所述步骤2)和3)所述的减水剂为符合《聚羧酸系高性能减水剂》JG/T223标准型技术要求的减水剂，且不含抗泥组分，含固量不大于10％。
本发明的有益效果：
与机制砂亚甲蓝(MB)值试验方法相比：能够适用于不同岩性的机制砂；只需找出基准组的减水剂用量后，再做实验组的流动度，试验效率高；利用实验室现有设备和材料即可进行试验，对试剂、材料、仪器设备要求简单，无需购置新的材料和设备；对实验操作人员要求较低，操作可行性强，避免了因每个人观察色晕凹月面宽度的不同会使得试验结果出现不同程度的误差；流动度比区分度明显，测量结果能直观、更好的反应机制砂石粉是否存在膨胀性黏土矿物及其含量的整体指标，对控制机制砂石粉含量具有更好的指导作用。
下面结合具体实施方式对本发明做进一步描述，但并不意味着对本发明保护范围的限制。
具体实施方式
实施例1
1)采用云南石灰岩机制砂A为试样，取机制砂烘干至恒重共3100g，称取试样500g，增加75μm的方孔筛，将套筛置于摇筛机上，摇10min，取下套筛，套筛筛余全部倒掉，取筛底石粉备用；再次称取试样500g，进行同样的筛分，直至筛底石粉累计达到150g；
2)测定基准组的胶砂流动度：分别称取水泥450g、砂1350g、水180g，减水剂3.5g，按照水泥胶砂流动度试验进行试验，记录基准组的胶砂流动度为181mm；
3)测定实验组的胶砂流动度：分别称取水泥315g、石粉135g、砂1350g、水180g、减水剂3.5g，按照水泥胶砂流动度试验进行试验，记录实验组的胶砂流动度为214mm；
4)根据公式
其中：F0.4--石粉在0.4水胶比下的流动度比(％)；
X—实验组的胶砂流动度(mm)；
Y—基准组的胶砂流动度(mm)；
计算该机制砂石粉在0.4水胶比下的流动度比为118％。
采用同样机制砂试样，按照《建设用砂》GB/T 14684标准中7.5章测定该机制砂亚甲蓝(MB)值为0.4，远小于1.4，可见机制砂石粉中存在膨胀性黏土矿物含量较少。
将本发明的计算结果与测得机制砂亚甲蓝(MB)值进行对比可知，机制砂石粉在0.4水胶比下的流动度比能够直观的反映出该机制砂石粉中存在膨胀性黏土矿物含量较少。
实施例2
1)采用云南石灰岩机制砂B为试样，取机制砂烘干至恒重共3000g，称取试样500g，增加75μm的方孔筛，将套筛置于摇筛机上，摇10min，取下套筛，套筛筛余全部倒掉，取筛底石粉备用；再次称取试样500g，进行同样的筛分，直至筛底石粉累计达到150g；
2)测定基准组的胶砂流动度：分别称取水泥450g、砂1350g、水180g，减水剂3.5g，按照水泥胶砂流动度试验进行试验，记录基准组的胶砂流动度为181mm；
3)测定实验组的胶砂流动度：分别称取水泥315g、石粉135g、砂1350g、水180g、减水剂3.5g，按照水泥胶砂流动度试验进行试验，记录实验组的胶砂流动度为190mm；
4)根据公式
其中：F0.4--石粉在0.4水胶比下的流动度比(％)；
X—实验组的胶砂流动度(mm)；
Y—基准组的胶砂流动度(mm)；
计算该机制砂石粉在0.4水胶比下的流动度比为105％。
采用同样机制砂试样，按照《建设用砂》GB/T 14684标准中7.5章测定该机制砂亚甲蓝(MB)值为1.0，接近1.4，可见机制砂石粉中存在一定含量的膨胀性黏土矿物。
将本发明的计算结果与测得机制砂亚甲蓝MB值进行对比可知，机制砂石粉在0.4水胶比下的流动度比能够直观的反映出该机制砂石粉中存在一定含量的膨胀性黏土矿物。
实施例3
1)采用云南花岗岩机制砂为试样，取机制砂烘干至恒重共3200g，称取试样500g，增加75μm的方孔筛，将套筛置于摇筛机上，摇10min，取下套筛，套筛筛余全部倒掉，取筛底石粉备用；再次称取试样500g，进行同样的筛分，直至筛底石粉累计达到150g；
2)测定基准组的胶砂流动度：分别称取水泥450g、砂1350g、水180g，减水剂3.5g，按照水泥胶砂流动度试验进行试验，记录基准组的胶砂流动度为181mm；
3)测定实验组的胶砂流动度：分别称取水泥315g、石粉135g、砂1350g、水180g、减水剂3.5g，按照水泥胶砂流动度试验进行试验，记录实验组的胶砂流动度为150mm；
4)根据公式
其中：F0.4--石粉在0.4水胶比下的流动度比(％)；
X—实验组的胶砂流动度(mm)；
Y—基准组的胶砂流动度(mm)；
计算该机制砂石粉在0.4水胶比下的流动度比为83％。
采用同样机制砂试样，按照《建设用砂》GB/T 14684标准中7.5章测定该机制砂亚甲蓝(MB)值为1.7，超过1.4，可见机制砂石粉中存在较多含量的膨胀性黏土矿物。
将本发明的计算结果与测得机制砂亚甲蓝(MB)值进行对比可知，机制砂石粉在0.4水胶比下的流动度比能够直观的反映出该机制砂石粉中存在较多含量的膨胀性黏土矿物。
实施例4
1)采用云南玄武岩机制砂为试样，取机制砂烘干至恒重共3200g，称取试样500g，增加75μm的方孔筛，将套筛置于摇筛机上，摇10min，取下套筛，套筛筛余全部倒掉，取筛底石粉备用；再次称取试样500g，进行同样的筛分，直至筛底石粉累计达到150g；
2)测定基准组的胶砂流动度：分别称取水泥450g、砂1350g、水180g，减水剂3.5g，按照水泥胶砂流动度试验进行试验，记录基准组的胶砂流动度为181mm；
3)测定实验组的胶砂流动度：分别称取水泥315g、石粉135g、砂1350g、水180g、减水剂3.5g，按照水泥胶砂流动度试验进行试验，记录实验组的胶砂流动度为130mm；
4)根据公式
其中：F0.4--石粉在0.4水胶比下的流动度比(％)；
X—实验组的胶砂流动度(mm)；
Y—基准组的胶砂流动度(mm)；
计算该机制砂石粉在0.4水胶比下的流动度比为72％。
采用同样机制砂试样，按照《建设用砂》GB/T 14684标准中7.5章测定该机制砂亚甲蓝(MB)值为2.6，远超过1.4，可见机制砂石粉中存在大量的膨胀性黏土矿物。
将本发明的计算结果与测得机制砂亚甲蓝(MB)值进行对比可知，机制砂石粉在0.4水胶比下的流动度比能够直观的反映出该机制砂石粉中存在大量的膨胀性黏土矿物。
实施例5
1)采用安徽灰岩机制砂为试样，取机制砂烘干至恒重共3000g，称取试样500g，增加75μm的方孔筛，将套筛置于摇筛机上，摇10min，取下套筛，套筛筛余全部倒掉，取筛底石粉备用；再次称取试样500g，进行同样的筛分，直至筛底石粉累计达到150g；
2)测定基准组的胶砂流动度：分别称取水泥450g、砂1350g、水180g，减水剂3.5g，按照水泥胶砂流动度试验进行试验，记录基准组的胶砂流动度为181mm；
3)测定实验组的胶砂流动度：分别称取水泥315g、石粉135g、砂1350g、水180g、减水剂3.5g，按照水泥胶砂流动度试验进行试验，记录实验组的胶砂流动度为199mm；
4)根据公式
其中：F0.4--石粉在0.4水胶比下的流动度比(％)；
X—实验组的胶砂流动度(mm)；
Y—基准组的胶砂流动度(mm)；
计算该机制砂石粉在0.4水胶比下的流动度比为110％。
采用同样机制砂试样，按照《建设用砂》GB/T 14684标准中7.5章测定该机制砂亚甲蓝(MB)值为0.7，只有1.4的二分之一，可见机制砂石粉中存在较少的膨胀性黏土矿物。
将本发明的计算结果与测得机制砂亚甲蓝(MB)值进行对比可知，机制砂石粉在0.4水胶比下的流动度比能够直观的反映出该机制砂石粉中存在较少的膨胀性黏土矿物。
本发明的测定机制砂石粉吸附性能的方法，采用低水胶比下的胶砂流动度比，其优点如下：
1、静浆流动度比试验：由于水泥和减水剂的适应性直接影响试验结果，当采用静浆流动度比试验时，容易出现泌水等现象，影响试验结果。
2、常规的胶砂流动度比试验：由于加入了连续级配标准砂，砂浆的粘聚性较好，减弱了对水泥和减水剂的适应性的要求。相对于静浆流动度试验，胶砂流动度比采用跳桌振动，能够放大机制砂石粉中膨胀性黏土矿物含量对流动度的影响。但常规胶砂流动度比试验的水胶比为0.5，不掺加减水剂，导致不同机制砂石粉中膨胀性黏土矿物含量差别不大时，试验结果区分度仍然不够明显。
3、低水胶比下的胶砂流动度比试验：由于胶砂流动度比对减水剂的敏感程度大于水，减水剂能够放大机制砂石粉中膨胀性黏土矿物含量差别造成的流动度变化。
因此，本发明采用水胶比为0.4，掺加减水剂，与机制砂亚甲蓝(MB)值相比，能够适用于不同岩性的机制砂，具有效率高，对试剂、材料、仪器设备要求简单，操作可行性强，试验结果区分度明显的特点，测量结果能直观、更好的反应机制砂石粉是否存在膨胀性黏土矿物及其含量的整体指标，对控制机制砂石粉含量具有更好的指导作用。
最后应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种测定机制砂石粉吸附性能的方法，其特征在于：将机制砂烘至恒重，增加石粉筛进行颗粒级配筛分，取筛底石粉备用；通过胶砂流动度试验确定基准组在低水胶比下胶砂流动度达到指定范围内的减水剂用量；将上述筛底石粉掺加指定掺量，按照基准组的胶砂配合比进行胶砂流动度试验，测定实验组的胶砂流动度，根据公式计算流动度比；所述低水胶比为0.4；所述石粉筛为75μm方孔筛；所述基准组包括水泥、砂、水和减水剂，所述减水剂的用量为基准组胶砂流动度达到180±5mm时的减水剂用量，按照水泥胶砂流动度试验进行试验，记录基准组的胶砂流动度Y；所述实验组包括水泥、石粉、砂、水和减水剂，按照水泥胶砂流动度试验进行试验，记录实验组的胶砂流动度X；所述公式为：
其中：F0.4--石粉在0.4水胶比下的流动度比；
X—实验组的胶砂流动度；
Y—基准组的胶砂流动度；
F0.4越大，机制砂石粉中存在膨胀性黏土矿物含量越少；反之，则越多。
2.一种测定机制砂石粉吸附性能的方法，包括以下步骤：
1)、取机制砂烘干至恒重不少于3000重量份，称取试样500重量份，增加75μm的方孔筛，将套筛置于摇筛机上，摇10min，取下套筛，套筛筛余全部倒掉，取筛底石粉备用；再次称取试样500重量份，进行同样的筛分，直至筛底石粉累计达到150重量份；
2)、测定基准组的胶砂流动度：分别称取水泥450重量份、砂1350重量份、水180重量份，减水剂Z重量份，Z为基准组胶砂流动度达到180±5mm时的减水剂用量，按照水泥胶砂流动度试验进行试验，记录基准组的胶砂流动度Y；
3)、测定实验组的胶砂流动度：分别称取水泥315重量份、石粉135重量份、砂1350重量份、水180重量份、减水剂Z重量份，按照水泥胶砂流动度试验进行试验，记录实验组的胶砂流动度X；
4)、根据公式
其中：F0.4--石粉在0.4水胶比下的流动度比；
X—实验组的胶砂流动度；
Y—基准组的胶砂流动度；
5)、F0.4越大，机制砂石粉中存在膨胀性黏土矿物含量越少；反之，则越多。
3.一种测定机制砂石粉吸附性能的方法，包括以下步骤：
1)、取机制砂烘干至恒重不少于3000g，称取试样500g，增加75μm的方孔筛，将套筛置于摇筛机上，摇10min，取下套筛，套筛筛余全部倒掉，取筛底石粉备用；再次称取试样500g，进行同样的筛分，直至筛底石粉累计达到150g；
2)、测定基准组的胶砂流动度：分别称取水泥450g、砂1350g、水180g，减水剂Zg，Z为基准组胶砂流动度达到180±5mm时的减水剂用量，按照水泥胶砂流动度试验进行试验，记录基准组的胶砂流动度Y；
3)、测定实验组的胶砂流动度：分别称取水泥315g、石粉135g、砂1350g、水180g、减水剂Zg，按照水泥胶砂流动度试验进行试验，记录实验组的胶砂流动度X；
4)、根据公式
其中：F0.4--石粉在0.4水胶比下的流动度比；
X—实验组的胶砂流动度；
Y—基准组的胶砂流动度；
5)F0.4越大，机制砂石粉中存在膨胀性黏土矿物含量越少；反之，则越多。
4.如权利要求2-3中任一项所述的测定机制砂石粉吸附性能的方法，其特征在于：所述水泥为符合《混凝土外加剂》GB 8076附录A混凝土外加剂性能检验用基准水泥技术条件要求的基准水泥。
5.如权利要求4所述的测定机制砂石粉吸附性能的方法，其特征在于：所述砂为符合《水泥胶砂强度检验方法》GB/T 17671规定的ISO标准砂。
6.如权利要求5所述的测定机制砂石粉吸附性能的方法，其特征在于：所述的减水剂为符合《聚羧酸系高性能减水剂》JG/T 223标准型技术要求的减水剂，且不含抗泥组分，含固量不大于10％。
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