一种砂中含泥量的检测方法与流程

1.本发明涉及含泥量检测技术领域，具体涉及一种砂中含泥量的检测方法。


背景技术：

2.含泥量是砂的一个重要的技术指标，砂中的含泥量对混凝土的流动性、保水性、强度、变形及耐久性等有不同程度的影响，且黏土矿物对外加剂也有着较强的吸附，含泥量较高的砂配制混凝土会导致外加剂用量增加且坍落度损失加大。为保证混凝土质量，尤其在配制高强度混凝土时.应选用洁净的砂。因此，混凝土中砂含泥量必须加以严格控制，以保证工程质量的合格，建筑物的稳定。
3.目前，实验室采用jgj 52
‑
2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》检测砂的含泥量。然而，上述方法耗时长，对于进厂砂的含泥量检测存在一定的滞后性，不利于混凝土生产时的在线控制。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种砂中含泥量的检测方法，本发明提供的检测方法效率高且准确度高。
5.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
6.本发明提供了一种砂中含泥量的检测方法，包括以下步骤：
7.提供砂含泥量
‑
亚甲蓝值标准曲线；
8.根据所述含泥量
‑
亚甲蓝值标准曲线和待测砂的含泥量内控指标计算得到理论亚甲蓝值，在所述待测砂的水悬浮液中加入理论亚甲蓝值对应的亚甲蓝溶液后搅拌5min以上，蘸取悬浮液置于滤纸上后出现色晕则所述待测砂的含泥量小于所述含泥量内控指标，所述待测砂符合质量控制要求。
9.优选的，所述砂含泥量
‑
亚甲蓝值标准曲线为y＝0.31446x 0.54301，其中，相关系数r2＝0.94625，y为亚甲蓝值，x为砂含泥量。
10.优选的，所述砂含泥量
‑
亚甲蓝值标准曲线的线性范围为砂含泥量为0～10wt％。
11.优选的，所述提供砂含泥量
‑
亚甲蓝值标准曲线包括以下步骤：
12.提供系列不同含泥量砂的水悬浊液，测试所述系列不同含泥量砂的水悬浊液消耗的亚甲蓝值，以所述系列不同含泥量砂的水悬浊液中砂的含泥量为横坐标，以所述亚甲蓝值为纵坐标，得到砂含泥量
‑
亚甲蓝值标准曲线。
13.优选的，所述砂的石粉含量为0～15wt％。
14.优选的，所述亚甲蓝溶液的浓度为5～20g/l。
15.优选的，所述测试所述系列不同含泥量砂的水悬浊液消耗的亚甲蓝值的方法，包括以下步骤：分别在系列不同含泥量砂的水悬浊液中分次加入亚甲蓝溶液至在滤纸上产生的色晕持续5min；所述亚甲蓝溶液的加入量为1～2ml/次；所述亚甲蓝值＝亚甲蓝溶液浓度
×
亚甲蓝溶液体积/砂的质量。
16.本发明提供了一种砂中含泥量的检测方法，包括以下步骤：提供砂含泥量
‑
亚甲蓝值标准曲线；根据所述含泥量
‑
亚甲蓝值标准曲线和待测砂的含泥量内控指标计算得到理论亚甲蓝值，在所述待测砂的水悬浮液中加入理论亚甲蓝值对应的亚甲蓝溶液后搅拌5min以上，蘸取悬浮液置于滤纸上后出现色晕则所述待测砂的含泥量小于所述含泥量内控指标，所述待测砂符合质量控制要求。本发明提供的方法与jgj 52
‑
2006含泥量检测标准方法相比，从试验次数来看，jgj 52
‑
2006需要进行两次试验，而本发明提供的检测方法一次试验即可判定砂质量是否合格；本发明提供的测试方法耗时短，判定结果准确率高，步骤简单易操作，能够显著提高砂含泥量进厂检测效率。
17.进一步的，从试验时间来看，jgj 52
‑
2006测试一个砂试验需要4.2h(将湿砂烘干1h，浸泡2h，砂清洗含泥0.2h，砂再次烘干1h)，而本发明提供的方法仅需1.4h(湿砂烘干1h，测定mb至0.4h)，测试一个样品可节省时间2.8h；而且，测试结果与jgj 52
‑
2006一致。
附图说明
18.图1为不同泥含量和石粉含量的系列砂与消耗的亚甲蓝值的关系图；
19.图2为砂含泥量
‑
亚甲蓝值标准曲线图。
具体实施方式
20.本发明提供了一种砂中含泥量的检测方法，包括以下步骤：
21.提供砂含泥量
‑
亚甲蓝值标准曲线；
22.根据所述含泥量
‑
亚甲蓝值标准曲线和待测砂的含泥量内控指标计算得到理论亚甲蓝值，在所述待测砂的水悬浮液中加入理论亚甲蓝值对应的亚甲蓝溶液后搅拌5min以上，蘸取悬浮液置于滤纸上后出现色晕则所述待测砂的含泥量小于所述含泥量内控指标，所述待测砂符合质量控制要求。
23.在本发明中，若无特殊说明，所有的原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。
24.本发明提供砂含泥量
‑
亚甲蓝值标准曲线。在本发明中，所述提供砂含泥量
‑
亚甲蓝值标准曲线优选包括以下步骤：提供系列不同含泥量砂的水悬浊液，测试所述系列不同含泥量砂的水悬浊液消耗的亚甲蓝值，以所述系列不同含泥量砂的水悬浊液中砂的含泥量为横坐标，以所述亚甲蓝值为纵坐标，得到砂含泥量
‑
亚甲蓝值标准曲线。
25.在本发明中，所述砂含泥量
‑
亚甲蓝值标准曲线优选为y＝0.31446x 0.54301，其中，相关系数r2＝0.94625，y为亚甲蓝值，x为砂含泥量。
26.在本发明中，所述系列不同含泥量砂的水悬浊液的配制方法优选包括以下步骤：将系列砂与水混合，得到系列不同含泥量砂的水悬浊液。在本发明中，所述系列砂优选由纯砂、干泥粉和石粉按不同比例混合得到；所述石粉优选由母岩研磨得到，本发明对于所述研磨的方式没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的研磨方式即可；所述石粉的粒径为<80μm。在本发明中，所述系列砂的含泥量优选为0～10wt％，更优选为更优选为0.5～8wt％；在本发明的实施例中，所述系列砂的含泥量具体优选为0.5wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、8wt％和10wt％；所述系列砂的石粉含量优选为0～15wt％；在本发明的实施例中，所述系列砂的石粉泥量具体优选为0wt％、5wt％、10wt％和15wt％。在本发明中，所述
系列不同含泥量砂的水悬浊液的浓度优选为200～600g/l，更优选为300～500g/l，进一步优选为400g/l。在本发明中，所述混合的方式优选为搅拌混合；所述搅拌混合的速度优选为600
±
60r/min，所述搅拌混合的时间优选为4～6min，更优选为5min。
27.在本发明中，所述测试所述系列不同含泥量砂的水悬浊液消耗的亚甲蓝值优选优选包括以下步骤：分别在系列不同含泥量砂的水悬浊液中分次加入亚甲蓝溶液至在滤纸上产生的色晕持续5min；所述亚甲蓝溶液的加入量为1～2ml/次；具体步骤优选如下：将砂试样置于水中，用叶轮搅拌机以600
±
60r/min的速度搅拌5min形成悬浮液，然后以400
±
40r/min的速度持续搅拌直至试验结束，向所述悬浮液中滴加亚甲蓝溶液，每次加入的亚甲蓝溶液的体积为1～2ml，用玻璃棒蘸取悬浮液滴于滤纸上，直至滤纸上悬浮液滴加位置周围出现约1mm宽的稳定浅蓝色色晕，继续揽拌，每隔1min用玻璃棒蘸取悬浮液滴于滤纸上，若色晕在4min内消失则再加入2ml亚甲蓝溶液；若色晕在第5min消失则再加入1ml亚甲蓝溶液，直至色晕可持续5min，记录出现稳定色晕下消耗的亚甲蓝溶液体积，所述亚甲蓝(mb)值＝10
×
亚甲蓝溶液体积/砂质量，所述mb值的单位为g/kg。
28.在本发明中，所述亚甲蓝溶液的浓度优选为5～20g/l，更优选为10～15g/l，进一步优选为10g/l。在本发明中，所述亚甲蓝溶液的配制方法，优选包括以下步骤：将干燥亚甲蓝(c
16
h
18
cln3s
·
3h2o)粉末溶解于热水中，冷却至室温后转移至容量瓶，加入水定容，得到亚甲蓝溶液。在本发明中，所述干燥亚甲蓝优选由亚甲蓝粉末在105
±
5℃条件下烘干至恒重得到。在本发明中，所述溶解优选在搅拌条件下进行，本发明对于所述搅拌的速度和时间没有特殊限定，能够将干燥亚甲蓝粉末溶解即可；在本发明的实施例中，所述搅拌的时间优选为40min。在本发明中，所述热水的温度优选为35～40℃，更优选为37～38℃；所述热水优选为热蒸馏水。本发明对于所述热水的用量比没有特殊限定，能够将干燥亚甲蓝粉末溶解即可；在本发明的实施例中，所述干燥亚甲蓝粉末的质量与热水的体积之比优选为10.00g：600ml。本发明对于所述冷却的方式没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的冷却方式即可。在本发明中，所述定容用水的温度优选为20
±
1℃；所述水优选为蒸馏水。在本发明中，所述定容后优选还包括将所述容量瓶进行振荡至亚甲蓝粉末完全溶解。在本发明中，所述亚甲蓝溶液的保存容器优选为置于深色储藏瓶中于阴暗处保存；本发明优选在深色储藏瓶上标明制备日期、失效日期；所述亚甲蓝溶液的保质期≤28天。
29.得到砂含泥量
‑
亚甲蓝值标准曲线后，本发明根据所述含泥量
‑
亚甲蓝值标准曲线和待测砂的含泥量内控指标计算得到理论亚甲蓝值，在所述待测砂的水悬浮液中加入理论亚甲蓝值对应的亚甲蓝溶液后搅拌5min以上，蘸取悬浮液置于滤纸上后出现色晕则所述待测砂的含泥量小于所述含泥量内控指标，所述待测砂符合质量控制要求。
30.在本发明中，所述搅拌优选利用的速度优选为叶轮搅拌机进行，所述搅拌的速度优选为400
±
40r/min，更优选为400
±
20r/min。
31.在本发明中，检测的原理是基于泥粉对亚甲蓝的吸附作用，通过滤纸沾染检测游离染料的出现，以每千克试样消耗亚甲蓝的量(mb值)最终判断砂中的泥粉吸附量。与机制砂中的石粉相比，泥粉中含有的粘土矿物为层状结构，一般都含有两种基本的结构单元：1)硅氧四面体，由1个硅原子和4个氧原子组成；2)铝八面体，由1个铝原子和6个氧原子或羟基组成；这种层状结构使得粘土的微观结构中存在着大量的空隙，大大增加了其比表面积，且粘土中的al
3
与水作用形成胶体。按扩散双电层理论，在胶体中固液界面处，固体表面由于
电离或吸附离子而带电，在通常情况下粘土表面是带负电的。单分子层结构的亚甲蓝带有一定量的正电荷。因此与石粉相比，泥粉更容易吸附一定量的亚甲蓝溶液。当悬浮液中的粘土颗粒表面全部被单分子层的亚甲蓝所覆盖时，会产生游离的亚甲蓝，用玻璃棒沾取少许悬浊液滴到滤纸上，游离的亚甲蓝会随着水向外扩散并被水稀释，最终形成浅蓝色色晕。
32.下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.实施例1
34.配制系列不同含泥量砂的水悬浊液：将干纯砂、干泥粉和干石粉按不同比例混合，得到系列砂；系列砂的质量百分含量组成如表1所示，分别将200g表1的系列砂置于盛有500ml蒸馏水的烧杯中，用叶轮搅拌机以600
±
60r/min的速度搅拌5min，得到系列不同含泥量砂的水悬浊液。
35.表1系列砂的质量百分含量组成
36.37.[0038][0039]
配制浓度为10g/l的亚甲蓝溶液：将亚甲蓝粉末在105
±
5℃下烘干至恒重，称取烘干亚甲蓝粉末10g(精确至0.01g)置于盛有约600ml、温度为35～40℃蒸馏水的烧杯中，用玻璃棒持续搅拌40min，直至亚甲蓝粉末完全溶解，冷却至20℃后转移至1l容量瓶中，用蒸馏水淋洗烧杯使所有亚甲蓝溶液全部移入容量瓶，容量瓶和溶液的温度保持在20
±
1℃，加蒸馏水至容量瓶1l刻度，振荡容量瓶以保证亚甲蓝粉末完全溶解；将容量瓶中溶液移入深色储藏瓶中，标明制备日期、失效日期(亚甲蓝溶液保质期不超过28天)，并置于阴暗处保存。
[0040]
提供砂含泥量
‑
亚甲蓝值标准曲线：将系列不同含泥量砂的水悬浊液以400
±
40r/min转速持续搅拌，直至试验结束，分别向悬浮液中滴加亚甲蓝溶液，亚甲蓝溶液的每次加入量为1～2ml，用玻璃棒蘸取滴悬浮液滴于滤纸上，滴加亚甲蓝溶液直至滤纸上悬浮液滴加位置周围出现约1mm宽的稳定浅蓝色色晕，继续揽拌，每隔1min用玻璃棒蘸取悬浮液滴于滤纸上，若色晕在4min内消失则再加入2ml亚甲蓝溶液；若色晕在第5min消失则再加入1ml亚甲蓝溶液，直至色晕可持续5min，记录出现稳定色晕下消耗的亚甲蓝溶液体积，计算亚甲蓝(mb)值，所述亚甲蓝(mb)值＝亚甲蓝溶液浓度
×
亚甲蓝溶液体积/砂中泥的质量，所述mb值的单位为g/kg；以含泥量为横坐标，以mb值为纵坐标，绘制曲线，不同泥含量和石粉含量的系列砂与消耗的mb值的关系如图1所示，由图1可知，亚甲蓝对泥粉含量的变化很敏感，随着含泥量的增加，mb值的整体趋势是上升的；当控制石粉含量时，随着泥粉含量的增加mb值逐渐增大，且石粉含量对于mb值影响很小，可忽略不计。为探究mb值与含泥量是否存在直接相关性，对图1的数据进行线性拟合，得到砂含泥量
‑
亚甲蓝值标准曲线，所述砂含泥量
‑
亚甲蓝值标准曲线为y＝0.31446x 0.54301，其中，相关系数r2＝0.94625，y为mb值(单位为g/kg)，x为砂含泥量(单位为％)，结果如图2所示。由图2可知，mb值与含泥量具有较强的线性正相关关系，相关系数r2高达0.94625(r2为试验数据与拟合函数之间的吻合程度，r2值越接近1，吻合程度越高；越接近0，则吻合程度越低)。
[0041]
实施例2
[0042]
以乌鲁木齐地区某搅拌站统计天然砂的mb与含泥量试验数据，以3％的含泥量为内控指标，根据实施例1的砂含泥量
‑
亚甲蓝值标准曲线为y＝0.31446x 0.54301得到含泥量内控指标下消耗的浓度为10g/l的亚甲蓝溶液的体积为29ml。
[0043]
将待测砂在105
±
5℃下烘干1h，称取烘干待测砂200g置于盛有500ml蒸馏水的烧杯中，一次性加入砂含泥量内控指标下消耗的mb值对应的亚甲蓝溶液，用叶轮搅拌机以400
±
40r/min的速度持续搅拌5min形成悬浮液，用玻璃棒蘸取悬浮液滴于滤纸上，观察沉淀物周围是否出现约1mm宽的稳定浅蓝色色晕，如出现色晕且色晕5min不消失，则说明待测砂的
含泥量小于内控指标，符合质量控制要求，可以进厂使用；未出现色晕，则说明所检砂含泥量大于内控指标，不符合质量控制要求，不予进厂使用。测试10个批次的砂试样，测试结果如表2所示。
[0044]
为了验证10个批次待测砂样品的实际消耗亚甲蓝溶液量，将待测砂在105
±
5℃下烘干至恒重，称取烘干待测砂200g置于盛有500ml蒸馏水的烧杯中，用叶轮搅拌机以600
±
60r/min的速度搅拌5min，得到砂悬浮液，以400
±
40r/min转速持续搅拌，直至试验结束，分别向悬浮液中滴加亚甲蓝溶液，亚甲蓝溶液的每次加入量为1～2ml，用玻璃棒蘸取滴悬浮液滴于滤纸上，滴加亚甲蓝溶液直至滤纸上悬浮液滴加位置周围出现约1mm宽的稳定浅蓝色色晕，继续揽拌，每隔1min用玻璃棒蘸取悬浮液滴于滤纸上，若色晕在4min内消失则再加入2ml亚甲蓝溶液；若色晕在第5min消失则再加入1ml亚甲蓝溶液，直至色晕可持续5min，记录出现稳定色晕下消耗的亚甲蓝溶液体积，结果如表2所示。
[0045]
对比例1
[0046]
按照jgj 52
‑
2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》含泥量测试方法测试实施例2中待测砂的含泥量
[0047]
(1)将砂置于105
±
5℃的烘箱中烘干1h，得到干燥砂；
[0048]
(2)取干燥砂(质量记为m0)置于容器中，注入饮用水浸泡2h，淘洗试样以使尘屑、淤泥和黏土与砂粒分离，并使之悬浮或溶于水中，将浑浊液倒入公称直径为1.25mm、80μm的方孔套筛(1.25mm筛放置于上面)上，滤去小于80μm的颗粒；所述方孔套筛使用筛的两面用水润湿以避免砂粒丢失；
[0049]
(3)向容器中加入饮用水，重复步骤(2)至容器内水清澈；
[0050]
(4)用水淋洗剩留在筛上的颗粒，淋洗时间为12min，并将80μm筛放于水中摇动以充分洗除粒径小于80μm的颗粒，然后将两只筛上剩留的颗粒和容器中已经洗净的砂在105
±
5℃的烘箱中烘干1h，冷却至室温后称试样的质量(记为m1)，计算得出砂含泥量ω
e
＝(m0‑
m1)/m0×
100％；以两个试样结果的算术平均值为测定值，两次结果之差大于0.5％时重新取样进行试验，测试结果如表2所示。
[0051]
表2乌鲁木齐地区某搅拌站统计天然砂消耗的亚甲蓝溶液的量
[0052][0053][0054]
由表2可知，本发明提供的检测方法试验准确率100％，准确度高。
[0055]
实施例3
[0056]
按照实施例2和对比例1的方法测试南疆地区某搅拌站的待测砂的含泥量，以含泥量为2％作为内控指标，该内控指标下浓度为10g/l的亚甲蓝溶液的消耗量为21ml，测试结果如表3所示：
[0057]
表3南疆地区某搅拌站统计天然砂消耗的亚甲蓝溶液的量
[0058][0059]
由表3可知，本发明提供的检测方法试验准确率100％，准确度高。
[0060]
实施例4
[0061]
按照实施例2和对比例1的方法测试河南地区某搅拌站的待测砂的含泥量，以含泥量为5％作为内控指标，该内控指标下浓度为10g/l的亚甲蓝溶液的消耗量为39ml，测试结果如表4所示：
[0062]
表4河南地区某搅拌站统计天然砂消耗的亚甲蓝溶液的量
[0063][0064]
由表4可知，本发明提供的检测方法试验准确率100％，准确度高。
[0065]
实施例5
[0066]
按照实施例2和对比例1的方法测试山东地区某搅拌站的待测砂的含泥量，以含泥量为4％作为内控指标，该内控指标下浓度为10g/l的亚甲蓝溶液的消耗量为32ml，测试结果如表5所示：
[0067]
表5山东地区某搅拌站统计天然砂消耗的亚甲蓝溶液的量
[0068]
[0069][0070]
由表5可知，本发明提供的检测方法试验准确率100％，准确度高。
[0071]
实施例6
[0072]
按照实施例2和对比例1的方法测试乌鲁木齐地区某搅拌站的待测砂的含泥量，以含泥量为3％作为内控指标，该内控指标下浓度为10g/l的亚甲蓝溶液的消耗量为29ml，测试结果如表6所示：
[0073]
表6乌鲁木齐地区某搅拌站统计天然砂消耗的亚甲蓝溶液的量
[0074][0075]
由表6可知，本发明提供的检测方法试验准确率100％，准确度高。
[0076]
综上所述，本发明提供的方法与jgj 52
‑
2006含泥量检测标准方法相比，
[0077]
综上所述，从试验次数来看，jgj 52
‑
2006需要进行两次试验，而本发明提供的检测方法一次试验即可判定砂质量是否合格；从试验时间来看，jgj 52
‑
2006测试一个砂试验需要4.2h(将湿砂烘干1h，浸泡2h，砂清洗含泥0.2h，砂再次烘干1h)，而本发明提供的方法
仅需1.4h(湿砂烘干1h，测定mb值用时间约为0.4h(包括加水、加砂、添加亚甲蓝溶液和搅拌时间))，测试一个样品可节省时间2.8h；且本发明提供的检测方法与jgj 52
‑
2006相比准确率为100％。说明，本发明提供的测试方法耗时短，判定结果准确率高，步骤简单易操作，能够显著提高砂含泥量进厂检测效率。
[0078]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。