摘要:建设用砂是基本的建筑材料之一。泥与泥块是建设用砂中的有害物质,属限量指标。这两个指标一字之差,容易混淆,造成认知误区。过去使用的多是河砂,其含泥量较少,泥块含量更少,造成地质矿产技术人员认为含泥量包括泥块含量。2018年以来,由于环保督察等原因,建设用砂供给减少,价格飞涨,非法开采山砂案件数量增加。山砂含泥量、泥块含量均较高,因此有必要对这两个概念进行说明,厘清认识误区。本文根据国家标准中两个概念的定义、测试方法,认为含泥量、泥块含量是两个相对独立的指标,没有包含关系。
关键词:建设用砂;含泥量;泥块含量;区别
1.前 言
建设用砂是常用的建筑材料。泥与泥块是建设用砂中的有害物质,属限量指标。从字面上看,泥块是块状的泥,这导致部分技术人员对建设用砂分析测试结果中这两个指标的关系产生误解、混淆,造成认知误区。
本文分析认知误区产生的原因,并根据国家标准《建设用砂》(GB/T 14684-2011)中两个概念的定义、测试方法的不同,说明含泥量与泥块含量的区别。
2.问题的提出
建设用砂广泛应用于建筑行业,常用于混凝土中作细骨料,是基本的建筑材料之一。一般认为,砂是粒径小于4.75mm的颗粒,包括天然砂与机制砂(人工砂),其中天然砂又包括河砂、湖砂、山砂、淡化海砂等。
建设用砂中泥、泥块属于有害物质。泥会粘在砂颗粒表面,影响水泥与砂的结合,泥块会造成混凝土中存在局部脆弱部位,影响混凝土的力学性能、耐久性等。因此含泥量与泥块含量两个指标属于限量指标。国家标准建设用砂最低要求为含泥量不超过5%,泥块含量不超过2%。
泥通常由粘土矿物组成,包括高岭石、蒙脱石、伊利石等,属层状硅酸盐矿物。泥与泥块一字之差,这两个指标有何关系?泥块成分也是泥,同样是粘土矿物的集合体。含泥量是否包括泥块含量?地质矿产行业人员对此有不同认识。
2018年开始,由于环保督察、扫黑除恶等原因,政府对河道采砂加强管理,加大了对非法采砂的打击力度,造成建设用砂供给减少,但市场需求依然强盛。供不应求的情况下,建设用砂价格飞涨,部分地区达到每立方米200多元,个别地区甚至超过300元。
在利益驱动下,非法开采山砂案件数量开始增加。部分山砂是花岗岩风化产物,部分是山前洪冲积物。山砂中,含泥量、泥块含量均较高,从含泥,泥块的原砂中筛洗得到成品砂,如何扣除泥、泥块量?在此有必要厘清这两个概念。
3.含泥量与泥块含量的认知误区
较长时间内,因为常见的是河砂,河砂长期经水浸泡、冲刷,比较干净,含泥量普遍不高,一般10%以下。因为长期水浸泡冲刷的原因,泥块含量更少,一般不到5%,大部分3%以下或更少。河砂泥块含量一般远小于含泥量。由于这个原因,容易造成认识误区:含泥量包括泥块含量。从广东省各个地质队提交的关于砂的非法开采报告可以发现,上述认识误区在地质矿产技术人员中存在。在地质矿产行业中,砂属于简单矿产,因此部分评审专家对此问题也容易忽略,存在知识盲点。
近期的非法开采山砂案件中,含泥量、泥块含量较高。曾出现过某样品含泥量9.8%,泥块含量20.3%的测试结果,泥块含量比含泥量高,这打破了以往的认知,说明含泥量不包含泥块含量。
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4.含泥量与泥块含量的定义与测试方法
4.1定义
根据国家标准《建设用砂》(GB/T 14684-2011),含泥量与泥块含量的定义如下。
含泥量:天然砂中粒径小于75μm的颗粒含量。
泥块含量:砂中原粒径大于1.18mm,经水浸洗、手捏后小于600μm的颗粒含量。
从定义来看,两者尺寸上没有重叠。
4.2测试方法
根据国家标准《建设用砂》(GB/T 14684-2011),含泥量与泥块含量的测试方法简述如下。
含泥量测试方法:105℃烘干至恒量后,称取试样两份测试,结果取平均值。倒入淘洗容器中,注入清水,使水面高于试样150mm,搅拌均匀后浸泡2小时。然后淘洗试样,使尘屑、淤泥和粘土与砂粒分离,把浑水倒入1.18mm及75μm套筛上,滤去小于75μm的颗粒。重复注入清水、淘洗过筛的过程,直至淘洗容器内的水目测清澈为止。试样淘洗过筛前后的质量差值,即为含泥量。
泥块含量测试方法:105℃烘干至恒量,冷却至室温,筛除小于1.18mm的颗粒,余样分为大致相等两份进行测试,结果取平均值。倒入淘洗容器中,注入清水,使水面高于试样150mm,搅拌均匀后浸泡24小时。然后用手在水中碾碎泥块,再把试样放在600μm筛上,用水淘洗,直至容器内的水目测清澈为止。上述筛除1.18mm颗粒后的筛余试样与浸泡碾碎淘洗后剩余质量的差值,即为泥块含量。
5.含泥量与泥块含量的主要区别
从含泥量与泥块含量的定义和测试方法来看,两者有明显区别。
从定义来看,含泥量与泥块含量两者的原始尺寸没有重叠。含泥量是粒径小于75μm的颗粒含量;泥块含量是原粒径大于1.18mm的颗粒,其经水浸洗、手捏后小于600μm。泥块主要特点是经水浸洗、手捏后尺寸会变小,这有别于其他大于1.18mm的砂粒。
从测试方法来看,含泥量与泥块含量都是紧扣其定义进行测试。含泥量为淘洗筛除75μm颗粒前后的质量差值。其浸泡时间为2小时,时间短,而且只是淘洗,没有手捏的过程,因此泥块的崩解破碎变为泥的量较少。泥块含量则是先筛除小于1.18mm以下颗粒不予考虑,只留下1.18mm以上的颗粒再测试泥块含量,小于75μm的含泥量在此过程中绝大部分已经被筛除。然后浸泡24小时,并用手捏碎泥块后筛除小于600μm的颗粒。
此外,从含泥量与泥块含量对混凝土的危害上看,两者也有区别。泥会粘在砂颗粒表面,影响水泥与砂的结合,泥块会造成混凝土中存在局部脆弱部位,影响混凝土的力学性能、耐久性等。
6.含泥量与泥块含量的关系讨论
从定义及测试方法来看,含泥量与泥块含量两者没有包含关系。但是,两者是否有部分重叠呢?
从定义看,两者粒径尺寸不同,没有重叠、包含关系。
但从测试方法看,泥块含量测试时先过筛筛除1.18mm以下颗粒,留余样测试,75μm以下的颗粒基本已经筛除(由于是干燥状态下用1.18mm筛子筛除,未经冲洗,不排除极少量泥粘在砂颗粒表面),因此,泥块含量不包含含泥量,但不排除极少量含泥量混在泥块含量数据中。
含泥量测试,是直接测试75μm以下颗粒含量,样品只浸泡2小时,且只是淘洗,没有用手碾碎泥块的过程。因此,含泥量不包含泥块含量。但不排除部分泥块在经历烘干、浸泡2小时并经淘洗后,部分崩解变为泥。因此,含泥量不包含泥块含量,但也不能排除极少量泥块含量崩解变为泥,因此数值上可能含有极少量的泥块含量的泥。
因为含泥量与泥块含量并没有包含关系,所以从山砂原矿筛洗得到成品砂,计算时应分别扣除含泥量、泥块含量筛洗前后的差值。
结语
建设用砂中,含泥量与泥块含量均属于有害物质,属限量指标。泥会粘在砂颗粒表面,影响水泥与砂的结合,泥块会造成混凝土中存在局部脆弱部位,影响混凝土的力学性能、耐久性等。
含泥量与泥块含量定义及测试方法均有显著区别。含泥量是小于75μm的颗粒含量,泥块含量是原粒径大于1.18mm,经水浸洗、手捏后小于600μm的颗粒含量。两者测试方法均按照其本身定义进行。
含泥量与泥块含量两者并没有包含关系,可能有少量交集。从山砂原矿筛洗得到成品砂,计算时应分别扣除含泥量、泥块含量筛洗前后的差值。
参考文献:
[1]中华人民共和国国家标准GB/T 14684-2011 建设用砂
[2]徐有邻,顾祥林编著.混凝土结构工程裂缝的判断与处理,中国建筑工业出版社,2010年
论文作者:胡北铭
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/24
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