【技術(shù)專欄】混凝土用砂含泥量檢測(cè)方法改進(jìn)與裝置設(shè)計(jì)——綠礦時(shí)代年度峰會(huì)優(yōu)秀論文（三）
發(fā)布日期：2022-01-25 06:37:23 點(diǎn)擊量：1 標(biāo)簽：最新動(dòng)態(tài)
編者按：為加強(qiáng)全省砂石骨料行業(yè)同仁及上下游行業(yè)人員技術(shù)交流，精準(zhǔn)服務(wù)全省砂石礦業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，湖南省砂石協(xié)會(huì)致力于搭建全方位行業(yè)信息平臺(tái)。一是在自媒體平臺(tái)設(shè)立【技術(shù)專欄】，不定期推送行業(yè)相關(guān)論文、技術(shù)案例等。二是開設(shè)專家服務(wù)熱線，利用網(wǎng)絡(luò)、電話等媒體，架設(shè)的一條砂石企業(yè)和砂石專家信息溝通的橋梁，為您答疑解惑。三是為礦業(yè)市場(chǎng)主體提供砂、石原材料常規(guī)性能檢測(cè)服務(wù)。今天，繼續(xù)為大家推薦2021年湖南綠礦時(shí)代高質(zhì)量砂石新發(fā)展峰會(huì)優(yōu)秀論文獲獎(jiǎng)作品。混凝土用砂含泥量檢測(cè)方法改進(jìn)與裝置設(shè)計(jì)（中建西部建設(shè)湖南有限公司，長(zhǎng)沙 410000）【摘 要】混凝土用砂含泥量的檢測(cè)試驗(yàn)方法目前采用的是 GB/T 14684—2011《建設(shè)用砂》中的標(biāo)準(zhǔn)方法，但工程實(shí)踐表明，該方法存在一些不甚合理之處。為此，提出了混凝土用砂含泥量檢測(cè)的改進(jìn)方法，并設(shè)計(jì)了一套混凝土用砂含泥量檢測(cè)裝置。試驗(yàn)結(jié)果表明，采用該裝置檢測(cè)砂含泥量指標(biāo)是可靠的，其檢測(cè)結(jié)果比現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)方法的檢測(cè)結(jié)果稍大。【關(guān)鍵詞】混凝土用砂；含泥量；檢測(cè)方法；裝置砂是混凝土的重要組成材料，其質(zhì)量好壞直接影響混凝土的工作性、強(qiáng)度、耐久性等各項(xiàng)性能指標(biāo)，甚至可能導(dǎo)致嚴(yán)重的工程事故，其中，砂的含泥量即砂中粒徑小于 0.075mm 的顆粒含量，對(duì)混凝土性能的影響較大，是混凝土用砂重點(diǎn)控制指標(biāo)[1-3]，所以，必須嚴(yán)謹(jǐn)、準(zhǔn)確地測(cè)定砂的含泥量。目前，因外部政策環(huán)境等不可抗力因素的影響，混凝土用砂短缺，質(zhì)量參差不齊，因此，對(duì)砂的檢測(cè)提出了更高的要求[4]。而現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中的手工檢測(cè)砂含泥量方法存在砂粒易于流失、 細(xì)顆粒不能充分排出等缺陷， 使得含泥量檢測(cè)結(jié)果并不一定十分準(zhǔn)確。而人為因素的存在，又往往使得砂石供應(yīng)方與使用方之間產(chǎn)生爭(zhēng)議， 因此， 對(duì)現(xiàn)行混凝土用砂含泥量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行改進(jìn)是非常必要的。文獻(xiàn)[5]曾提出采用“篩中沖洗法”對(duì)砂進(jìn)行含泥量檢測(cè)，此法較標(biāo)準(zhǔn)方法具有一定的改進(jìn)，可以減少砂粒反復(fù)倒來(lái)倒去的操作，從而降低砂粒流失的概率；文獻(xiàn)[6]和文獻(xiàn)[7]也對(duì)混凝土用砂含泥量檢測(cè)方法存在的問題提出了改進(jìn)方法，主要是將按標(biāo)準(zhǔn)方法處理后的砂粒進(jìn)行篩分，篩除水洗過程中未能排出的小于 0.075mm 顆粒，從而使砂含泥量檢測(cè)結(jié)果更為準(zhǔn)確。若結(jié)合上述兩種方法進(jìn)行含泥量檢測(cè)，其準(zhǔn)確性必會(huì)有所增加，但流失砂粒的可能性仍然存在，且操作較為繁瑣。鑒于此，筆者設(shè)計(jì)了一套混凝土用砂含泥量檢測(cè)裝置，可使砂在裝置內(nèi)清洗、烘干及稱量，解決了砂粒易于流失的問題，排除了人為因素的影響，對(duì)控制產(chǎn)品質(zhì)量，避免質(zhì)量爭(zhēng)議具有重要意義。目前，測(cè)定砂中含泥量一般采用 GB/T 14684— 2011《建設(shè)用砂》中的標(biāo)準(zhǔn)方法，實(shí)踐證明，按標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定砂含泥量的過程中，由于人工反復(fù)淘洗易造成砂粒流失，1.18mm 與 0.075mm 方孔篩中也易嵌入或粘附較細(xì)的砂粒，因而造成檢測(cè)結(jié)果的不準(zhǔn)確；在對(duì)試樣進(jìn)行反復(fù)淘洗過程中， 有部分小于0.075mm 的顆粒因懸浮于水面或溶于水， 使得在倒出渾水時(shí)又大多沉淀于砂中而不可能被充分淘洗出去，從而造成了含泥量測(cè)定值偏低。此外，因人工洗砂存在上述缺陷， 實(shí)驗(yàn)員需非常小心操作而耗費(fèi)大量精力，特別是在冬季進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)， 冰冷的淘洗用水給實(shí)驗(yàn)員增加了操作難度， 而戴手套操作會(huì)因手失去對(duì)砂粒的觸覺而更易灑落。因此，非常有必要設(shè)計(jì)出一種混凝土用砂含泥量測(cè)試裝置， 以解決標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)試中存在的問題， 提高試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和工作效率。2 砂含泥量檢測(cè)改進(jìn)方法改進(jìn)思路GB/T 14684—2011 中的砂含泥量檢測(cè)方法，大致是稱取烘干后的砂試樣， 注入清水?dāng)嚢韬蠼?h，然后用手在水中淘洗砂粒，使塵屑、淤泥和黏土與砂粒分離， 用 1.18mm 篩及 0.075mm 篩慮去小于0.075mm 的顆粒，洗凈后烘干試樣，稱出其質(zhì)量，從而計(jì)算出砂含泥量。此試驗(yàn)方法原理固然正確，但問題在于其操作的過程中容易出現(xiàn)砂粒流失的現(xiàn)象，以及部分小于 0.075mm 的顆粒因懸浮于水面或溶于水中，不可能被充分淘洗出去。因此，改進(jìn)的思路應(yīng)該從試驗(yàn)操作入手， 筆者設(shè)計(jì)了一套混凝土用砂含泥量測(cè)試裝置，并申請(qǐng)了國(guó)家發(fā)明專利，專利號(hào)為：201610861203.9。該裝置可使砂在裝置內(nèi)清洗、烘干及稱量，且烘干過程能同時(shí)篩除小于 0.075mm 顆粒，從而彌補(bǔ)按現(xiàn)行檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)操作易于流失砂粒導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確的不足，以及按現(xiàn)行檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)操作不能充分洗掉小于 0.075mm 顆粒導(dǎo)致結(jié)果不精確的缺陷，減少人工淘洗、二次烘干等操作步驟，提高工作效率。本文設(shè)計(jì)的混凝土用砂含泥量檢測(cè)裝置由攪拌系統(tǒng)、電吹風(fēng)系統(tǒng)、1.18mm 方孔篩、0.075mm 方孔篩、盛水容器、提手、底座和殼體組成。其中，攪拌系統(tǒng)、電吹風(fēng)系統(tǒng)、1.18mm 方孔篩、0.075mm 方孔篩均位于殼體內(nèi)，殼體固定于底座上。考慮到試驗(yàn)時(shí)需要連同裝置一起稱量，所以裝置制造所用材料均優(yōu)先選擇輕質(zhì)材料，總重量不宜超過 15kg。裝置剖面示意如圖 1 所示， 水洗容器示意圖如圖 2 所示，檢測(cè)裝置實(shí)物圖見圖 3。攪拌系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)、 轉(zhuǎn)動(dòng)軸及毛刷攪拌葉組成， 由電動(dòng)機(jī)通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)置于 1.18mm 與0.075mm 篩上的毛刷攪拌葉在水中旋轉(zhuǎn)， 從而達(dá)到清洗砂粒的效果。電吹風(fēng)系統(tǒng)由兩個(gè)大功率電吹風(fēng)組成。待砂粒清洗干凈后，啟動(dòng)電吹風(fēng)系統(tǒng)，可使清洗干凈的砂粒在邊攪拌邊吹熱風(fēng)的條件下快速烘干，并同時(shí)排出水洗過程中懸浮于水中或未能排出的小于0.075mm 顆粒。1.18mm 方孔篩與 0.075mm 方孔篩的一側(cè)殼體上均設(shè)有小門，以便試驗(yàn)時(shí)放料與倒料。本裝置中， 盛水容器為測(cè)試裝置清洗砂粒時(shí)的配套設(shè)備，其直徑略大于測(cè)試裝置直徑，高度稍小于裝置上層位置高度，以防止清洗砂粒時(shí)，水浸入上層帶電系統(tǒng)內(nèi)。采用本裝置進(jìn)行含泥量檢測(cè)的試驗(yàn)步驟如下：（1）按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定取樣， 并將試樣縮分至約1100g，放在干燥烘箱中于（105±5）℃下烘干至恒重， 待冷卻至室溫后，分為大致相等的兩份備用。（2）稱取試樣 m0g（500g， 精確至 0.1g）， 稱量用干毛巾擦拭干凈后的裝置重量 m1，精確至 0.1g。把試樣通過 1.18mm 方孔篩上的小門倒入測(cè)試裝置中， 輕輕搖動(dòng)裝置使試樣盡量均勻分布在方孔篩上，然后將裝置放入盛水容器內(nèi)，注入清水，使水面高于試樣面約 150mm， 浸泡 2h 后啟動(dòng)測(cè)試裝置攪拌清洗試樣，使塵屑、淤泥和黏土與砂粒分離，停止攪拌并打開水龍頭放掉容器中的污水。（3）再向盛水容器中注入清水，重復(fù)步驟（2）的操作，直至容器內(nèi)的水目測(cè)清澈為止。（4）將測(cè)試裝置從容器中取出， 用干毛巾擦干測(cè)試裝置殼體外壁上的水珠，啟動(dòng)測(cè)試裝置，通過攪拌與熱風(fēng)的共同作用，使試樣烘干至恒重，然后稱出裝置與試樣的質(zhì)量 m2，精確至 0.1g。（5）含泥量按下式計(jì)算，精確至 0.1%。m0 ——試驗(yàn)前烘干試樣的質(zhì)量，g；m2 ——裝置與烘干后試樣的總質(zhì)量，g；含泥量取兩個(gè)試樣試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值作為測(cè)定值，采用修約值比較法進(jìn)行評(píng)定。為驗(yàn)證本文所設(shè)計(jì)裝置的使用效果， 選擇了 6 種不同種類的砂進(jìn)行了含泥量檢測(cè)，對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)方法與裝置檢測(cè)方法之間的差距，分析裝置檢測(cè)方法的可行性，檢測(cè)結(jié)果見表 1。（1）采用裝置檢測(cè)出的不同種類砂含泥量值均比現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法測(cè)出的值要高，表明標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法并不能充分排出小于 0.075mm 顆粒，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果減小， 特別是第一組河砂試樣的結(jié)果差距最大，裝置檢測(cè)值增加了 25.8%，這與此試樣中懸浮顆粒較多相吻合，水洗時(shí)未能充分排出。對(duì)表 1 中不同種類砂的含泥量檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知：（2）標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法的差值有兩組數(shù)據(jù)較大， 分別為 1.4、1.2， 大大超出了平行試驗(yàn)的誤差范圍，這很有可能是因?yàn)椴僮髦辛魇Я松傲＃瑢?dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確，而裝置檢測(cè)方法中的差值較小， 最大值為 0.5， 這是由試樣之間的不均勻性造成的，均在誤差范圍之內(nèi)。（3）第三組河砂試樣采用標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法得出的含泥量值為 2.8%， 符合Ⅱ類砂含泥量指標(biāo)的要求， 但其含泥量的實(shí)際值應(yīng)為采用裝置方法檢測(cè)出來(lái)的 3.3%， 若按Ⅱ類砂進(jìn)行混凝土或砂漿的生產(chǎn)，則會(huì)帶來(lái)一些質(zhì)量安全隱患。（4）裝置檢測(cè)方法具有較好的適用性，機(jī)制砂、河砂及其細(xì)度模數(shù)等因素與含泥量的檢測(cè)結(jié)果無(wú)直接聯(lián)系。砂的含泥量對(duì)混凝土的工作性、強(qiáng)度、耐久性均有較大的影響，如果檢測(cè)不準(zhǔn)確，則可能影響建筑物的質(zhì)量，甚至引發(fā)安全事故，因此，必須重視混凝土用砂的含泥量檢測(cè)。針對(duì)現(xiàn)行砂含泥量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方法存在的問題，本文設(shè)計(jì)出了一種混凝土用砂含泥量檢測(cè)裝置， 并提出了相應(yīng)的檢測(cè)方法步驟， 此方法不改變標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法的基本原理，還能彌補(bǔ)其不足，提高試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性。[1]仇影.含泥量對(duì)摻高效減水劑的混凝土性能影響研究[J]. 硅酸鹽通報(bào),2014,33(10):2508-2513.[2]明陽(yáng),李杰,張凱峰,等.砂含泥量對(duì)混凝土性能的影響研究[3]孟書靈,張平.砂含泥量對(duì)混凝土性能的影響[J].混凝土世界,2014(6):85-86.[4]于濤,張亮,周鈺淪,等.聚羧酸外加劑與砂含泥量的適應(yīng)性研究
