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摘要：亚甲蓝试验是测定人工砂中石粉含量的一种定性检测方法，用MB值来判断人工砂中是以泥粉为主或者以石粉为主。本文通过大量试验研究，得出影响亚甲蓝试验的影响因素很多，以人工砂中的泥粉含量影响最为主要。
关键词：亚甲蓝 色晕 石粉 泥粉 比例
1前言
随着我国经济的持续高速发展，能够满足大量工程施工技术条件的天然砂的日益匮乏，再随着国家环境保护的政策实施，人工砂的开发应用是必然趋势。人工砂是岩石经破碎、筛分后得到的粒径小于4.75mm的岩石、矿山尾矿或工业废渣颗粒。由于人工砂有来源广泛、性能可调、成本低廉等优点，所以在我国的应用日趋广泛。人工砂和天然砂的最主要区别在于人工砂含有一定量小于75μm的细粉，细粉中又掺杂了泥粉等杂质，对混凝土的耐久性能影响较大，因此对人工砂进行亚甲蓝试验，测得MB值进行对人工砂含泥量的判断。
2亚甲蓝试验原理和试验方法
2.1试验原理
亚甲蓝试验原理，是由于膨胀性粘土矿物具有极大的比表面，很容易吸附亚甲蓝染料，亚甲蓝值表示用染料的单分子层覆盖其试样粘土部分的总表面积所需的染料量，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1mm左右作为标准）时，计算亚甲蓝值MB值，计算结果表示为每1000g试样吸收的亚甲蓝的克数。
2.2试验方法
根据《建设用砂》GB/T14685-2011，称取200g试样，精确至0.1g，将试样倒入盛有（500±5）mL蒸馏水的烧杯中，用叶轮搅拌机以（600±60）r/min转速搅拌5min，使成悬浮液，然后持续以（400±40）r/min转速搅拌，直至试验结束。悬浮液中加入5mL亚甲蓝溶液，以（400±40）r/min转速搅拌至少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，以使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。
2.3亚甲蓝值的判定
亚甲蓝值是判定人工砂中是以泥粉为主，还是以石粉为主的定性指标，在色晕试验中出现明显稳定的色晕时为试验终点。当MB值≤1.4时，判定人工砂中以石粉为主，当MB值≥1.4时，判定该人工砂中以泥粉为主。根据《建设用砂》规范中，亚甲蓝值的测定分为快速试验和亚甲蓝试验两种方法，快速试验是一次性加入30mL亚甲蓝溶液，在（400±40）r/min转速持续搅拌8min后，用玻璃棒直接沾取一滴悬浮液，滴于滤纸上，观察沉淀物周围是否出现稳定明显的色晕，如何出现色晕，直接判定亚甲蓝值合格，人工砂是以石粉为主；如果不出现色晕，则直接判定亚甲蓝值不合格，判定人工砂是以泥粉为主。而我们通常不采取快速试验法，直到达到出现稳定明显的色晕，计算出亚甲蓝值。
3影响亚甲蓝试验的因素分析
3.1 水温的影响
根据《建设用砂》GB/T14685-2011，采用花岗岩砂、粘土粉和花岗岩石粉同一种类，同一比例的混合人工砂，在不同的试验水温情况下，对人工砂进行亚甲蓝试验，其试验结果见下表1：
在对亚甲蓝试验中所用的搅拌机的搅拌速度进行控制，可以看出，随着搅拌速度的增加，亚甲蓝值是随之降低的，可见搅拌速度影响了亚甲蓝吸附效果，搅拌速度越慢，混合砂与亚甲蓝溶液吸附的速度越慢，导致亚甲蓝值偏大。搅拌速度过快，容易导致溶液溅出，混合砂与亚甲蓝溶液反应不均匀，产生的色晕也不均匀，不能达到最好的效果。
3.3人工砂中的泥粉和石粉含量的比例不同
人工砂是由砂、泥粉和石粉混合而成的，通过大量的试验数据证明，不同掺入比例的混合人工砂的亚甲蓝值差异很大。我们配制以花岗砂、粘土粉和花岗岩石粉为基准的砂样为例，以不同比例掺入，严格按照《建设用砂》GB/T14685-2011中亚甲蓝试验方法进行测定MB值，随着掺入石粉和泥粉的比例不同，亚甲蓝值测定结果详见表3，亚甲蓝值与泥粉掺量比例的变化规律如下图1：
通过表中数据显示和曲线图中可以看出，混合人工砂的亚甲蓝值是随着泥粉和石粉的比例不同而变化的，泥粉掺入比例越大，亚甲蓝值越大，变化是呈线性规律变化的；通过掺纯泥粉和纯石粉的混合砂亚甲蓝值的变化，可以看出，影响亚甲蓝值变化的主要是泥粉含量，石粉对亚甲蓝值的影响不明显，这验证了亚甲蓝试验的吸附原理。
图2掺入纯泥粉/纯石粉的亚甲蓝值的变化规律
4.结论
4.1亚甲蓝试验的MB值受试验水温的影响，水温越高，亚甲蓝值偏低，相反水温越低，亚甲蓝值偏高。
4.2试验搅拌速度对亚甲蓝值也有影响，随着搅拌速度的增加，亚甲蓝值是随之降低的，可见搅拌速度影响了亚甲蓝吸附效果，搅拌速度越慢，混合砂与亚甲蓝溶液吸附的速度越慢，导致亚甲蓝值偏大。
4.3混合砂中泥粉和石粉的不同掺入比例对亚甲蓝值影响较大，通过掺入纯泥粉和纯石粉的亚甲蓝值数据分析，发现石粉对亚甲蓝值影响不明显，泥粉对亚甲蓝值的影响比较明显，随着泥粉掺量增大，亚甲蓝值也随之增大。因此，得出影响亚甲蓝试验的最主要的因素是人工砂中泥粉含量。
4.4通过分析亚甲蓝试验的影响因素，对试验过程的细节控制有了很大的提高。
5.参考文献
1.GB/T14684-2011，《建设用砂》，2011.
2.JTG E42-2005，《公路工程集料试验规程》，2005.
论文作者:李芹
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/22
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