人工沙中黏土含量优化试验研究

0 引言

随着建筑工程的快速发展，沙作为混凝土中常见的骨料，市场需求量增大，质量要求提高。在日益扩大的沙料开采过程中，天然沙资源已不能满足市场需求。面对滥采滥挖造成的环境污染和生态破坏问题，利用岩石资源或工程弃置废石生产的人工沙代替天然沙已是大势所趋，也将产生显著的社会效益和环境效益［1］。

人工沙中的黏土含量对混凝土性能有影响，含量过大，会造成混凝土变形性能和力学性能明显降低、干缩增大、耐久性下降等［2～4］。人工沙中的黏土对掺有聚羧酸减水剂混凝土的流动性也有影响［5］。因此，人工沙的黏土含量是其应用过程中需加强控制的重要指标［6～7］。 《建设用砂》（GB／T14684－2011）规定，采用亚甲蓝快速试验方法或者亚甲蓝MB值测定方法检测人工沙的黏土含量，若沉淀物周围出现明显色晕或亚甲蓝MB值测定小于1.40时，可判定该人工沙的黏土含量合格。由于亚甲蓝试验法主要是对悬浮液进行检测，若检测结果不合格，同时人工沙中伊利石、绿泥石成分含量高达24%时，可采用水洗的前处理方法使其亚甲蓝试验合格。因而，人工沙的水洗次数是其达到要求的一个重要指标。笔者通过试验，合理优化了人工沙的水洗次数，使其在满足工程要求的前提下，最大限度的降低成本。

1 试验过程

1.1 试验样品的制备

在轧制厂制备大批量的沙岩人工沙，同时在试验室制备少量沙岩人工沙样（除特别说明外，文中所指人工沙样皆为在轧制厂制备的人工沙）。将制好的人工沙料堆准备取样部位的表层铲除，从不同部位随机抽取大致等量的沙8份，组成一组样品，取试样约400 g，放在干燥箱中，并于105℃下烘干至恒重，待冷却至室温后，筛除大于2.36 mm的颗粒备用，或根据试验需要筛取相应粒径沙样。

人工沙样水洗过程是将人工沙样及水混合均匀，随后将上层悬浮液倒出，并回收0.08 mm以上细微颗粒。

1.2 亚甲蓝MB值的测定法

称取试样200.0 g至盛有500 mL蒸馏水的烧杯中，用叶轮搅拌机（YJA－2A亚甲蓝测定仪，浙江上虞道墟五四仪器厂生产）以600 r／min的转速搅拌5 min，使其成为悬浮液。然后，持续以400 r／min的转速搅拌，直至试验结束。

观察组在此基础上人性化护理:(1)为患者营造良好的病房环境,保证环境感情整洁,减少家属探视保证患者睡眠充足;(2)针对患者的发病时间、病情状况进行沟通,向患者讲解关于疾病治疗的方法及注意事项,让患者清楚的了解疾病,并积极主动配合治疗;(3)与患者交流过程中,关注患者内心活动,引导其自行倾诉内心苦恼,疏导其消极情绪,放松身心;(4)以护士长为首的护理小组要定期对患者情况进行汇总,针对其中存在的问题及时护理,保证患者早日康复。

悬浮液中加入5 mL亚甲蓝溶液，以400 r／min的转速搅拌至少1 min后，用玻璃棒蘸取一滴悬浮液（沉淀物直径在8～12 mm内）滴在置于空烧杯上的滤纸上。若沉淀物周围未出现色晕，再加入5mL亚甲蓝溶液，继续搅拌1 min，再用玻璃棒蘸取一滴悬浮液滴于滤纸上，如此重复，直至沉淀物周围出现约1 mm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5 min内消失，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5 min。

记录色晕持续5 min时所加入的亚甲蓝溶液总体积，精确至1 mL。

1.3 亚甲蓝快速滴定法

称取试样200.0 g至盛有 （500±5）mL蒸馏水的烧杯中，用叶轮搅拌机以600 r／min的转速搅拌5 min，使其成为悬浮液。然后，持续以400 r／min的转速搅拌，直至试验结束。

（3）人工沙样粒径。对粒径小于0.16 mm、0.08～0.16 mm、0.16～2.36 mm等3种粒径的2种人工沙样（轧制厂、试验室）进行亚甲蓝快速滴定法测定，结果为均无色晕，试验结果如表1所示。因此，人工沙样粒径也不是造成黏土含量高的原因。

由表４可以看出，解释变量与解释变量和，以及解释变量和之间都存在高度线性相关性．尽管方程整体线性回归拟合很好，但变量的参数t值并不显著，表明模型确实存在严重的多重共线性．

2 试验结果分析

2.1 人工沙亚甲蓝值的测定

选取3组 （平行试验）沙岩人工沙试样，筛除2.36 mm以上粒径，用亚甲蓝快速滴定法测定，均无无色晕，即该试样黏土含量不合格。主要从以下4个方面分析人工沙黏土含量较高的原因。

（1）试验过程。用标准沙进行亚甲蓝快速滴定法对比试验，则有明显色晕（如表1所示）。因此，人工沙黏土含量高与试验过程无关。

设声纳图像对应极坐标系下的分辨率为Δφ和Δr,那么离散化后声纳图像中的像素I=(i,j)(极坐标系下)对应于映射平面中的区域,即声纳图像中的像素描述的不仅仅是弧线上的目标,而是一个几何体内所有的目标。

MB＝V×10／G （1）

《综合教程》第一册第11单元包括Text 1和Text 2两大教学模块，现以Text 1课程设计为例。

一次性向烧杯中加入30 mL亚甲蓝溶液，以400 r／min的转速搅拌8 min，然后用玻璃棒蘸取一滴悬浮液到置于空烧杯上的滤纸上，观察沉淀物周围是否出现明显色晕。若沉淀物周围出现明显色晕，则判定亚甲蓝快速试验为合格，若沉淀物周围未出现明显色晕，则判定亚甲蓝快速试验为不合格。

 

表1 不同人工沙样黏土含量检测Tab.1 Different artificial sand sample content test

  

样品名称 粒径/mm 亚甲蓝快速测定轧制厂沙岩人工沙 小于2.36 无色晕轧制厂沙岩人工沙 小于0.16 无色晕轧制厂沙岩人工沙 0.08～0.16 无色晕轧制厂沙岩人工沙 0.16～2.36 无色晕标准沙（灌沙法） 小于2.36 有色晕试验室沙岩人工沙 小于2.36 无色晕试验室沙岩人工沙 0.16－2.36 无色晕试验室沙岩人工沙 0.08～0.16 无色晕水洗后轧制厂沙岩人工沙 小于2.36 有色晕

（4）人工沙样的矿物组成成分分析。为深入了解某人工砂样的矿物组成成分，对该人工沙采用理学DMAX－3C衍射仪 （CuKa、Ni滤光）进行矿物成分X射线粉晶衍射检测 （平行两组），测试结果如表2所示。同时，对该人工沙样开展了化学成分分析室内试验（平行两组），化学成分分析结果由表3所示。由表2可以看出，人工沙样中含有的黏土矿物主要为伊利石和绿泥石，其黏土矿物成分含量高达24%。因此，沙样本身带有黏土成分是其黏土含量高的主要原因。由表3可以看出，该人工沙样二氧化硅含量较高，这与其野外命名沙岩及矿物成分中石英含量较高一致。

 

表2 人工沙矿物成分X射线粉晶衍射试验结果Tab.2 Artificial sand mineral composition X-ray powder diffraction test results

  

样品编号各矿物成分含量/%伊利石 绿泥石 石英 钾长石 斜长石 浊沸石沙－1＃ 7 17 27 18 27 4沙－2＃ 7 16 23 12 36 6

 

表3 人工沙化学成分分析试验结果Tab.3 Artificial sand chemical components analysis test result

  

样品编号各成分含量/%SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO MgO SO3 K2O Na2O沙－1＃ 61.07 4.19 12.27 6.70 1.75 0.02 3.38 4.39沙－2＃ 63.18 4.26 12.84 5.07 1.67 0.02 3.66 4.96

2.2 人工沙水洗处理后的亚甲蓝值测定

人工沙黏土含量量超标原因分析表明，人工沙中黏土含量超标是由于原材料本身原因造成的。由亚甲蓝值试验的过程可知，亚甲蓝试验是先用600 r／min的转速搅拌成浑浊液，加入亚甲蓝溶液后，再用400 r／min的转速搅拌。即先用高转速将沙样的黏土成分溶至水溶液中，再根据黏土对亚甲蓝的特有吸附性来测定其悬浮液的MB值。基于上述思考，将轧制厂人工沙样进行水洗处理，烘干后，筛除2.36 mm以上粒径，进行亚甲蓝快速滴定法测定，试验结果为有色晕。即该试样水洗后，黏土含量合格。同时，将水洗处理前人工沙烘干后，筛除2.36 mm以上粒径，进行亚甲蓝快速滴定法测定，试验结果为无色晕。试验结果如表1所示。

由人工沙水洗前、水洗后亚甲蓝试验结果可知，水洗处理后，人工沙的黏土含量可满足要求。在不更换人工沙料场的情况下，水洗处理可以解决料场人工沙黏土含量超标的问题。

2.3 不同水洗次数人工沙试验结果

为了能最大限度地节约成本，同时便于工业化控制生产合格的水洗人工沙，笔者分别取5个质量为200.0 g的烘干试样，开展了水洗次数优化试验。亚甲蓝MB值可用公式（1）计算。根据《建设用砂》（GB／T14684－2011），亚甲蓝 MB 限值为 1.4 g／kg。不同水洗次数亚甲蓝MB值的测定结果如表4所示。

由表4可以看出，随着水洗次数的增加，消耗亚甲蓝体积逐渐减少，水洗7次亚甲蓝试验MB值为1.2 g／kg，满足国标《建设用砂》（GB／T14684－2011）亚甲蓝 MB 值限值（MB＜1.40 g／kg）要求。

（2）制沙工艺与环境的差异。分别采用室内破碎和轧制厂制备两种方法制备的人工沙进行试验，筛除2.36 mm以上粒径进行亚甲蓝快速滴定法测定，结果均无色晕（如表1所示），即该试样黏土含量不合格。因此，制沙工艺与环境的差异不是造成黏土含量高的原因。

［1］ 朱荣军，季韬，刘春苹，等.泥石粉对人工沙混凝土工作性及力学性能的影响［J］.福州大学学报：自然科学版，2012，40（3）：388－392.

 

表4 不同水洗次数亚甲蓝MB值的测定结果Tab.4 Methylene blue MB value test results of different wash times

  

样品编号 水洗次数/次 加入亚甲蓝溶液总量/mL亚甲蓝MB值/（g/kg）SX0 0 88 4.4 SX1 1 56 2.8 SX2 2 44 2.2 SX4 4 36 1.8 SX7 7 24 1.2

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人工沙亚甲蓝值检测不合格是前期料场勘查的瓶颈，工程将面临重新选择料场的风险，进而增加工程费用。通过对黏土含量来源的分析，提出采用水洗处理措施解决黏土含量超标的问题。通过不同水洗次数人工沙的颗分试验，寻找最优水洗遍数，以期在人工沙黏土含量满足要求的前提下，最大限度地节省费用。

由表5可以看出，随着水洗遍数的增加，细度模数增大，＜0.16mm含量、＜0.08mm含量及黏粒含量均减小。

 

表5 不同水洗次数人工沙颗分试验成果表Tab.5 Artificial sand size distribution test results of different wash times

  

注：用密度计法进行颗分试验时，粒径为 0.075～0.05 mm、0.005～0.075 mm 的沙粒为粉粒，粒径＜0.005 mm 的沙料为黏粒。

 

筛分法密度计法样品编号10～5 5～2.5 2.5～1.25不同粒径（mm）范围的分计筛余平均/%细度模数1.25～0.63 0.63～0.315 0.315～0.16 筛底＜0.16 mm的含量/%＜0.08 mm的含量/%不同粒径（mm）范围的含量/%0.075～0.05 0.05～0.005 ＜0.005 SX0 0.6 17.9 13.4 11.5 10.6 19.2 26.6 2.19 24.1 17.7 60.5 19.8 19.7 SX1 0.6 22.3 14.5 11.7 10.2 17.6 23.0 2.44 19.2 11.3 73.2 15.9 10.9 SX2 0.4 22.4 14.5 12.0 10.7 18.9 21.2 2.47 15.2 9.0 77.5 14.9 7.6 SX4 0.7 23.0 15.0 12.1 10.8 18.8 19.7 2.53 14.8 7.4 83.5 8.9 7.6 SX7 1.2 23.6 15.0 12.4 10.9 19.4 17.6 2.60 11.6 5.1 90.7 5.0 4.3

3 结语

为了进一步了解水洗处理对人工沙黏土含量的作用，对人工沙进行了颗分试验 （筛分法和密度计法），分别测定了不同水洗遍数人工沙样的粒径范围、细度模数、小于0.16 mm含量、小于0.08 mm含量、粉粒含量、黏粒含量等，测定结果如表5所示。

参考文献：

式中：MB表示1 kg粒级为0～2.36 mm人工沙试样所消耗的亚甲蓝质量，g／kg；V为所加入的亚甲蓝溶液的总量，mL；G为人工沙试样质量，g；10为用于每千克试样消耗的亚甲蓝溶液体积换算成亚甲蓝质量的系数。

起初，专家们认为阿尔茨海默病源于基因异常。美国科技畅销书《基因战争》就是从该病入手探讨人类基因组计划的。科学研究亦证实，发生在人体第21条染色体上的变异，可导致阿尔茨海默病，该原因引发的病症有50%的概率遗传到下一代，这种由遗传因素导致的病症，其发病年龄也通常较早。然而进一步的研究表明，基因异常导致的发病只是极少数情况，大部分阿尔茨海默病并不遗传，其原因通常较为复杂：饮食习惯、职业与经济状况、甚至头部遭受重击都可以导致发病。全球65岁以上的老人中，平均每20个人中就有一个患有阿尔茨海默病，由于发病率高，一个家庭中有不止一个病人的情况也较为普遍，因此会造成遗传的错觉。

［2］ 王志军.周公宅水库人工沙黏土含量与混凝土性能试验研究［J］.黑龙江水利科技，2011，39（1）：5－7.

［3］ 李北星，王稷良，柯国炬，等.机制沙亚甲蓝值对混凝土性能的影响研究［J］.水利水电技术，2009，40（4）：30－35.

［4］ 袁杰，范永德，葛勇，等.黏土含量对高性能混凝土耐久性能的影响［J］.混凝土，2003（8）：31－33.

［5］ 王林，王栋民，包文忠.黏土对聚羧酸减水剂性能的影响及机理研究［J］.武汉理工大学学报，2013，35（8）： 6－9.

［6］ 赵炎龙.人工沙含泥当量和石粉当量测算方法研究及应用［J］.混凝土，2013（11）：146－149.

企业文化实施最重要的支点是企业哲学以及核心价值观，只有抓住这一点紧紧不放，才能在企业文化建设中突现企业特色。如果说企业哲学突出的是中国企业特色的话，那么核心价值观就是要突出每个中国企业个体的特色。提炼蕴涵于企业之中的核心价值观，是企业文化实施的重中之重。

［7］ 赵晋萍，赵德光.人工沙含泥当量和石粉当量的定量测定与控制指标［J］.科技情报开发与经济，2008，18（19）：129－131.