解讀機(jī)制砂亞甲藍(lán)MB值

MB值可靠性多大？

由于機(jī)制砂生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)，機(jī)制砂中泥粉與石粉是混合的，并且較低泥含量就對(duì)混凝土的和易性、強(qiáng)度及耐久性方面產(chǎn)生比石粉更大的影響，一直以來(lái)、機(jī)制砂的含泥量是通過(guò)檢測(cè)亞甲藍(lán)MB值來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)和衡量的，在建筑用砂國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)亞甲藍(lán)值、石粉含量及檢測(cè)方法做了明確規(guī)定，但在日常生產(chǎn)檢測(cè)中，機(jī)制砂亞甲藍(lán)值檢測(cè)的作用，不同的數(shù)值代表什么情況，可靠性究竟有多大，這是很少說(shuō)明的。

”

一、亞甲藍(lán)值檢測(cè)的作用及原理

亞甲藍(lán)值（以下簡(jiǎn)稱MB值）是確定機(jī)制砂中是否存在膨脹性粘土礦物（泥粉）并確定其含量的整體指標(biāo)。機(jī)制砂檢測(cè)中，主要是反映小于0.075㎜的細(xì)顆粒主要是石粉還是泥粉的作用。

MB值檢測(cè)的試驗(yàn)原理是向集料與水?dāng)嚢柚瞥傻膽覞嵋褐胁粩嗳缛雭喖姿{(lán)溶液，每加入一定量的亞甲藍(lán)溶液后，亞甲藍(lán)為細(xì)集料中的粉料所吸附，用玻璃棒沾取少許懸濁液滴到濾紙上觀察是否有游離的亞甲藍(lán)放射出的淺藍(lán)色色暈，判斷集料對(duì)染料溶液的吸附情況。通過(guò)色暈試驗(yàn)，確定添加亞甲藍(lán)染料的終點(diǎn)，直到該染料停止表面吸附。當(dāng)出現(xiàn)游離的亞甲藍(lán)(以淺藍(lán)色色暈寬度1㎜左右作為標(biāo)準(zhǔn))時(shí)，計(jì)算亞甲藍(lán)值MBV，計(jì)算結(jié)果表示為每1000g試樣吸收的亞甲藍(lán)的克數(shù)。

二、泥粉（黏土粉）的基本特性及測(cè)量準(zhǔn)確性黏土（泥粉）主要是蒙脫土、蛭石、純高嶺土等礦物，他們顆粒小、表面疏松多孔，比表面積大，對(duì)亞甲藍(lán)染料有極大的吸附能力，而純石粉的吸附能力就小的多，根據(jù)有關(guān)資料，10%的純石粉MB值為0.35，20%的純石粉僅為0.75，變化非常的小，說(shuō)明機(jī)制砂純石粉對(duì)亞甲藍(lán)不敏感。不言而喻，石粉對(duì)MB值的影響是較小的，MB值的變化主要與黏土增量有關(guān)，根據(jù)葉建雄、李貞等人的研究，也有同樣的結(jié)論。

在石粉對(duì)MB值影響較小的情況，只要證明黏土與MB值變化呈線性關(guān)系并強(qiáng)先關(guān)就可以了。根據(jù)JGJ52標(biāo)準(zhǔn)編寫組的數(shù)據(jù)，如果在純石粉加入一定量的黏土（泥粉）進(jìn)行MB值測(cè)試，根據(jù)機(jī)制砂生產(chǎn)中10%左右的石粉較為常見(jiàn)，我們以10%為基準(zhǔn)，加入不同比例的黏土，完全可以看點(diǎn)明顯的變化（下圖），比如3%對(duì)應(yīng)的MB就達(dá)到了1.35，同時(shí)其相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.9959；這說(shuō)明用亞甲藍(lán)法檢測(cè)石粉中的黏土含量精確度是很高的。標(biāo)準(zhǔn)中確定機(jī)制砂MB小于1.4，含粉量小于10%是可以使用的。

為了標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性，做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，用干凈的石灰石破碎成機(jī)制砂，然后進(jìn)行檢測(cè)，機(jī)制砂細(xì)度模數(shù)為3.1，石粉含量為7.8%，MB值僅為0.7，完全與標(biāo)準(zhǔn)相符。

1、對(duì)機(jī)制砂中小于0.075㎜的細(xì)顆粒經(jīng)亞甲藍(lán)試驗(yàn)是為了證明石粉中是否含泥及其增量情況，同時(shí)也說(shuō)明其方式可行的。

2、一般情況，如果機(jī)制砂亞甲藍(lán)值在0.3-0.7左右，說(shuō)明其泥含量是非常少的，也說(shuō)明石粉顆粒表面致密黏土性雜質(zhì)較少。

3、加強(qiáng)MB值檢測(cè)，強(qiáng)化含泥量的控制，也是更好的利用石粉，減少石粉浪費(fèi)，保證混凝土質(zhì)量的有效方法。

三、機(jī)制砂MB值對(duì)路面混凝土力學(xué)性能的影響

當(dāng)混凝土強(qiáng)度較低時(shí)，尤其是機(jī)制砂混凝土，離析、泌水的傾向較為明顯，混凝土中的自由水易于富集在粗集料表面，弱化了混凝土的界面過(guò)渡區(qū)，降低了混凝土的力學(xué)性能。當(dāng)機(jī)制砂中含有一定的泥粉時(shí)(即MB值提高)，改善了新拌混凝土的保水性，自由水在粗集料表面富集的狀況得到了改善，提高了硬化混凝土界面過(guò)渡區(qū)性能，在一定程度上改善了路面混凝土的力學(xué)性能。但從另一方面來(lái)講，機(jī)制砂中泥粉含量的提高，妨礙了水泥水化的正常反應(yīng)，降低了水泥石的強(qiáng)度，且隨著泥粉含量的提高，混凝土內(nèi)部的大量自由水被泥粉所吸附，硬化后內(nèi)部形成大量的微小裂紋，降低了機(jī)制砂混凝土的力學(xué)性能。路面機(jī)制砂混凝土的力學(xué)性能受MB值的這兩種作用共同影響，當(dāng)MB值較小時(shí)(即泥粉含量較低時(shí))，MB值的增強(qiáng)效應(yīng)較為明顯，混凝土的力學(xué)性能呈現(xiàn)增強(qiáng)趨勢(shì)；但當(dāng)MB值較大時(shí)，泥粉的劣化作用更加顯著，導(dǎo)致混凝土力學(xué)性能呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。兩種作用效果共同影響了混凝土的力學(xué)性能，但影響的效果隨著MB值的變化呈現(xiàn)不同的狀態(tài)。

機(jī)制砂MB值對(duì)C50強(qiáng)度等級(jí)混凝土力學(xué)性能的變化趨勢(shì)與C30強(qiáng)度等級(jí)混凝土的基本相同。但從C50機(jī)制砂混凝土的抗壓與抗折強(qiáng)度變化情況可以看出， MB值變化對(duì)C50混凝土抗壓強(qiáng)度影響較弱，即波動(dòng)幅度較小，但對(duì)混凝土的抗折強(qiáng)度影響非常顯著，混凝土抗折強(qiáng)度最高降低達(dá)15%，且C50混凝土抗折強(qiáng)度降低幅度明顯高于C30混凝土。對(duì)于強(qiáng)度等級(jí)較高的C50混凝土而言，由于高強(qiáng)度等級(jí)混凝土膠凝材料用量較高，水膠比較低，MB值改善混凝土保水作用在新拌混凝土中不再明顯，而MB值提高所導(dǎo)致的阻礙水泥水化的效應(yīng)則明顯放大，即表現(xiàn)為高強(qiáng)度等級(jí)混凝土隨MB值增大劣化效果更加顯著。

四、機(jī)制砂MB值對(duì)路面混凝土抗鹽凍性能的影響

對(duì)于C30等級(jí)的混凝土而言，當(dāng)機(jī)制砂MB值低于1.45時(shí)(即泥粉含量低于3%)，機(jī)制砂MB值的變化對(duì)路面混凝土抗鹽凍性能基本沒(méi)有影響，甚至在MB值較低時(shí)，抗鹽凍剝蝕性能還略有提高；而當(dāng)機(jī)制砂MB值大于1.80時(shí)(即當(dāng)泥粉含量高于4%)，機(jī)制砂路面混凝土的抗鹽凍剝蝕性能迅速降低，其抗鹽凍剝蝕量增加了50%以上。為進(jìn)一步驗(yàn)證鹽凍對(duì)機(jī)制砂混凝土破壞的嚴(yán)重性，表3列出了在普通凍融循環(huán)條件下MB值對(duì)機(jī)制砂混凝土性能的影響。隨著機(jī)制砂MB值的逐漸增大，機(jī)制砂路面混凝土的抗凍融性能也出現(xiàn)了明顯的降低趨勢(shì)。對(duì)于C30混凝土，當(dāng)MB值不大于1.45時(shí)，路面混凝土的抗凍融等級(jí)均超過(guò)了F100；但當(dāng)MB值大于1.45時(shí)(即泥粉含量超過(guò)3%)，路面混凝土的抗凍等級(jí)呈現(xiàn)顯著的下降趨勢(shì)，其抗凍等級(jí)僅能達(dá)到F100級(jí)及F 75級(jí)。但與鹽凍(鹽凍測(cè)試為30次凍融循環(huán))破壞相比，普通的凍融循環(huán)破壞要慢得多，且50次凍融循環(huán)內(nèi)，混凝土動(dòng)彈性模量降低非常少，即在凍融過(guò)程中其混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷不明顯，混凝土破壞主要為表面的剝蝕破壞。

機(jī)制砂MB值對(duì)路面混凝土抗鹽凍剝蝕性能的影響

對(duì)于低強(qiáng)度等級(jí)的C30混凝土，泥粉的存在提高了機(jī)制砂混凝土的保水性，改善了新拌機(jī)制砂混凝土的離析、泌水傾向，進(jìn)而提高了低強(qiáng)度等級(jí)混凝土界面過(guò)渡區(qū)的性能，提升了路面混凝土表面結(jié)構(gòu)的致密性，也改善了路面混凝土的抗鹽凍性能。但隨著機(jī)制砂中MB值(機(jī)制砂中泥粉含量的提高)逐漸增大，泥粉對(duì)水泥的水化阻礙作用進(jìn)一步增強(qiáng)，也妨礙了水泥石與集料之間黏結(jié)強(qiáng)度的提高，因此當(dāng)機(jī)制砂中MB值過(guò)高時(shí)，機(jī)制砂混凝土的抗鹽凍剝蝕性能呈現(xiàn)顯著下降的趨勢(shì)。

表3　機(jī)制砂MB值對(duì)路面混凝土抗鹽凍性能的影響

對(duì)于C50機(jī)制砂混凝土而言，隨著機(jī)制砂MB值的提高，機(jī)制砂混凝土的抗鹽凍性能呈現(xiàn)明顯的降低趨勢(shì)，尤其是當(dāng)機(jī)制砂MB值大于1.45時(shí)，機(jī)制砂混凝土的抗鹽凍性能呈現(xiàn)更加明顯的劣化趨勢(shì)。與低強(qiáng)度等級(jí)的C30混凝土相比，機(jī)制砂MB值變化對(duì)鹽凍破壞的改善作用明顯減弱了。在高強(qiáng)度等級(jí)混凝土中，由于膠凝材料用量較高，水膠比較低，新拌混凝土不再需要泥粉的保水作用，即泥粉的吸水性不能再形成優(yōu)勢(shì)，但其影響水泥水化的作用則更顯突出。

同時(shí)，對(duì)于高強(qiáng)度等級(jí)機(jī)制砂混凝土而言，混凝土的抗凍融特性隨機(jī)制砂MB值變化趨勢(shì)與低強(qiáng)度等級(jí)混凝土相似，即MB值大于1.45(泥粉含量約為3%)時(shí)，混凝土的抗凍融性能也出現(xiàn)了明顯的劣化趨勢(shì)。但由于C50混凝土強(qiáng)度較高，抵抗凍融破壞能力更強(qiáng)，其抗凍等級(jí)也相應(yīng)略高。

結(jié)論

1、對(duì)于低強(qiáng)度的C30混凝土而言，適當(dāng)?shù)腗B值可以改善混凝土力學(xué)性能，當(dāng)機(jī)制砂MB值為1.1～1.45時(shí)，機(jī)制砂混凝土具有最好的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度，當(dāng)MB值過(guò)大時(shí)，混凝土抗折強(qiáng)度下降明顯；對(duì)于高強(qiáng)混凝土而言，機(jī)制砂MB值變化對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度影響不明顯，但抗折強(qiáng)度隨著MB值增大下降顯著。

2、隨著機(jī)制砂MB值的提高，無(wú)論是高強(qiáng)混凝土還是低強(qiáng)混凝土，抗凍融耐久性下降顯著。

3、當(dāng)機(jī)制砂MB值低于1.45時(shí)，機(jī)制砂MB值的變化對(duì)路面混凝土抗鹽凍性能基本沒(méi)有影響，甚至在低強(qiáng)度等級(jí)混凝土中，當(dāng)MB值較低時(shí)，對(duì)混凝土抗鹽凍性能還有一定的改善作用。但當(dāng)機(jī)制砂MB值大于1.80，機(jī)制砂混凝土的抗鹽凍剝蝕性能迅速降低。

4、機(jī)制砂的MB值(泥粉)影響水泥的水化進(jìn)程，不利于水泥石強(qiáng)度的形成和發(fā)展，不利于機(jī)制砂混凝土抗鹽凍剝蝕性能的改善。

5、機(jī)制砂的MB值影響水泥的水化進(jìn)程，劣化混凝土物理力學(xué)性能和抗凍融性能，降低了機(jī)制砂混凝土的抗鹽凍剝蝕性能。建議在配制抗鹽凍機(jī)制砂混凝土?xí)r應(yīng)嚴(yán)格控制機(jī)制砂MB值小于1.4。






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