碎石或卵石中含泥量检测
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发布时间:2026-02-25 17:15:52 更新时间:2026-08-06 20:41:07
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作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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碎石或卵石中含泥量检测技术综述
1 检测项目
碎石或卵石中的含泥量是指骨料中粒径小于0.075mm的颗粒(通常指粘土、淤泥、粉尘等)的含量。这些微细颗粒的存在会显著影响混凝土的工作性、强度、耐久性以及骨料与水泥石的粘结力。因此,准确测定含泥量是保证工程质量的关键环节。主要的检测方法及其原理如下:
1.1 筛洗法
筛洗法是测定含泥量的标准方法,也是目前工程检测中最常用和最基础的方法。
原理:基于土粒在水中的分散原理。利用粘土和细粉颗粒在水中能够悬浮的特性,将试样置于水中浸泡并淘洗,使包裹在骨料表面的泥粉及小于0.075mm的颗粒与粗颗粒分离。随后,用0.075mm的试验筛(方孔筛)过滤悬浊液,将筛上的剩余颗粒(即大于0.075mm的骨料)烘干至恒重。通过计算淘洗前后干试样质量之差,得出含泥量百分率。
过程简述:称取一定质量的干燥试样()→ 放入容器中加水浸泡并淘洗 → 将浑水通过0.075mm筛 → 反复淘洗直至容器内的水清澈透明 → 将筛上剩余颗粒和容器中的粗颗粒合并烘干至恒重()→ 计算含泥量 。
1.2 砂当量法
砂当量法主要用于测定细骨料(砂)中的粘土性杂质含量,但在某些对粘土含量敏感的特定应用场景下,其原理可被借鉴或延伸用于评估粗骨料表面的洁净程度。
原理:将一定量的试样与絮凝剂溶液(通常为氯化钙、甲醛和甘油的混合液)注入到特制的透明砂当量测定仪的量筒中。经机械振荡或手动剧烈振荡后,使试样中的粘土颗粒膨胀并悬浮于絮凝剂溶液中。静置一段时间后,分别测量沉淀的砂粒部分高度()和悬浮的絮状粘土部分高度()。砂当量值 ,该值越大,表明骨料越洁净。此方法对检测有害粘土(如蒙脱石等膨胀性粘土)更为敏感。
1.3 亚甲蓝值法
亚甲蓝值法主要用于检测骨料中是否存在膨胀性粘土矿物(如蒙脱石、伊利石等),是对筛洗法的重要补充。筛洗法只能测定泥粉的总量,无法区分其成分,而亚甲蓝法可以评估其“危害程度”。
原理:亚甲蓝阳离子容易被粘土矿物(特别是蒙脱石)强烈吸附。将亚甲蓝溶液逐次加入到含有试样的悬浊液中。每次加入后,用玻璃棒蘸取一滴悬浊液滴于滤纸上,观察液滴在滤纸上形成的色晕。当开始出现一个稳定的浅蓝色晕圈包围着深蓝色沉积物时,表明亚甲蓝已被粘土完全吸附,此时达到滴定终点。根据所消耗的亚甲蓝溶液总量(mL)计算亚甲蓝值(MB值),单位为 g/kg。MB值越高,表示试样中膨胀性粘土矿物的含量越高。
1.4 简易冲洗法
适用于施工现场的快速检测,用于定性或半定量地判断骨料的洁净程度。
原理:与筛洗法原理相同,但操作简化。将骨料放入盆中,加水进行直观的淘洗,通过观察水的浑浊程度来判断含泥量的大致范围。
2 检测范围
含泥量的检测范围和严格程度取决于碎石或卵石的应用领域。
普通混凝土:根据《建设用卵石、碎石》(GB/T 14685)等标准,按混凝土强度等级划分。对于强度等级≥C60的混凝土,含泥量要求最严(如≤0.5%);对于C30~C55的混凝土,要求≤1.0%;对于≤C25的混凝土,要求≤2.0%。对于有抗冻、抗渗或其他特殊要求的混凝土,含泥量要求通常不高于1.0%。
高强度与高性能混凝土:检测范围更严格,不仅控制总含泥量(通常≤0.5%),还经常需要配合使用亚甲蓝法来检测泥粉的成分,严格控制膨胀性粘土矿物的含量,以保障混凝土的低粘度、高耐久性。
预应力混凝土:鉴于预应力结构对收缩、徐变和裂缝的敏感性,对骨料的洁净度要求极高。相关标准通常要求含泥量不得大于0.5%,且不允许含有粘土块。
道路工程(基层、面层):用于公路或市政道路的水泥稳定碎石基层或沥青路面下面层时,含泥量要求相对普通混凝土稍宽,但仍需控制。例如,用于沥青混合料的粗骨料,含泥量(<0.075mm颗粒含量)通常要求≤1.0%,且同样注重粘土块含量。
水工混凝土:由于水利工程对耐久性(抗冲刷、抗冻融)的特殊要求,对含泥量的控制非常严格,常与抗冻等级挂钩,通常要求≤1.0%,并对粘土团块有零容忍的要求。
铁路工程:高速铁路和客运专线对耐久性要求极高,其粗骨料的含泥量控制通常参考高性能混凝土的要求,标准严格。
砂浆:虽然砂浆主要使用细骨料,但如果使用特细砂或石屑,其中粗颗粒部分的含泥量也需要控制,以防止砂浆干缩过大。
3 检测标准
碎石或卵石中含泥量的检测依据国内外相关标准规范,确保了检测方法的统一性和结果的可比性。
3.1 中国国家标准 (GB)
GB/T 14685-2022《建设用卵石、碎石》:这是中国最核心的建筑用粗骨料产品标准。其中明确规定了含泥量的技术要求和试验方法(按附录中规定的方法进行)。该标准引用了GB/T 14684中的相关试验通则。
GB/T 14684-2022《建设用砂》:虽然主要针对砂,但其附录中关于亚甲蓝值的测定方法(MB值法)常被引用或参考,用于评估粗骨料中泥粉的危害性。
GB/T 50123-2019《土工试验方法标准》:提供了土粒粒分析(包括筛析法、密度计法等)的基础原理,为理解含泥量测定提供了理论背景。
3.2 中国行业标准
JGJ 52-2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》:这是建筑工程行业普遍使用的标准,详细规定了碎石或卵石的含泥量、泥块含量以及相关的检验规则。其试验方法(如筛洗法)描述详尽,操作性强。
JTG E42-2005《公路工程集料试验规程》:公路行业的标准,其中 T 0310-2005《粗集料含泥量及泥块含量试验》 规定了适用于公路工程的含泥量测定方法,与国标方法基本一致但细节上可能略有差异。
TB 10424-2018《铁路混凝土工程施工质量验收标准》:针对铁路工程,对粗骨料含泥量提出了更严格的控制指标和检验频次要求。
3.3 国际标准 (ISO)
ISO 6274:1982 Concrete — Sieve analysis of aggregates:该标准规定了集料的筛分分析方法,为含泥量测定中涉及的筛分步骤提供了国际通用的基础方法。
ISO 20290-3:2019 Aggregates for concrete — Test methods for mechanical and physical properties — Part 3: Determination of aggregate crushing value (ACV) and other properties:该系列标准中涉及集料中细粉含量的测定,与含泥量检测相关。
3.4 美国标准 (ASTM)
ASTM C117-17 Standard Test Method for Materials Finer than 75-μm (No. 200) Sieve in Mineral Aggregates by Washing:这是国际上广泛采用的测定矿物集料中通过75μm(No. 200)筛的材料含量的标准试验方法,其原理即为筛洗法,是全球含泥量检测的重要参考依据。
ASTM C142 / C142M - 17 Standard Test Method for Clay Lumps and Friable Particles in Aggregates:该标准专注于测定集料中的粘土块和易碎颗粒含量,是对含泥量检测的重要补充。
3.5 欧洲标准 (EN)
EN 933-1:2012 Tests for geometrical properties of aggregates - Part 1: Determination of particle size distribution - Sieving method:规定了集料粒度分布的筛分方法。
EN 933-8:2012 Tests for geometrical properties of aggregates - Part 8: Assessment of fines - Sand equivalent test:即砂当量试验方法,用于评估细料的质量。
EN 933-9:2013 Tests for geometrical properties of aggregates - Part 9: Assessment of fines - Methylene blue test:即亚甲蓝试验方法,用于评估细料的危害性。
4 检测仪器
进行碎石或卵石中含泥量检测,需要使用一系列符合标准要求的仪器设备。
烘箱:
功能:用于烘干试样、试验筛筛余物以及最终样品。要求能控制温度在105℃±5℃(或标准规定的温度范围内),以保证能彻底去除水分而不破坏试样矿物结构。
天平:
功能:用于称量试样的质量。通常需要两种精度:
称量试样总质量:感量(分度值)不大于试样质量的0.1%,通常为1g(用于较大质量称量)。
称量烘干后试样质量:感量0.1g或更高精度,以确保计算准确性。
试验筛:
功能:核心是 0.075mm(或75μm)方孔筛,用于过滤洗涤后的浑水,截留大于该粒径的颗粒。此外,还需配备筛盖和底盘,以及用于筛分分析的辅助筛(如1.18mm、2.36mm、4.75mm等),以便于将样品分级或剔除超粒径颗粒。
容器(淘洗用):
功能:用于盛装试样和水进行淘洗。容器应足够大(深度和容积),以保证淘洗过程中试样不会溅出,且能容纳足够的水使细粉充分悬浮。通常使用不锈钢盆或搪瓷盆。
辅助器具:
搅拌工具:如不锈钢勺、玻璃棒或橡胶锤(用于辅助分散试样,但避免破坏骨料本身)。
干燥器:用于放置冷却烘干后的试样,防止其从空气中吸收水分,影响称量精度。
砂当量测定仪:
功能:用于执行砂当量试验。由一组特制的透明塑料量筒、橡胶塞、冲洗管、机械振荡器或手动振荡装置组成,用于制备和振荡悬浊液。
亚甲蓝试验装置:
功能:用于执行亚甲蓝值测定。
搅拌器:转速可调的电动搅拌器(通常要求(600±60)r/min),确保悬浊液均匀。
滴定装置:移液管或微量滴定管(精度0.1mL或0.01mL),用于精确加入亚甲蓝溶液。
滤纸与玻璃棒:用于蘸取悬浊液并进行色晕试验,判断滴定终点。
其他设备:
四分法分料器或分样板:用于将大样缩分至试验所需的质量,确保试样的代表性。
浅盘:用于盛放和烘干试样。
温度计:用于测量水温,确保在标准温度下进行试验(如砂当量试验对温度敏感)。

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