机制砂亚甲蓝值对混凝土有哪些不利影响

（1）亚甲蓝法测试原理

亚甲蓝是一种阳离子染料，易溶于水且在水溶液中呈蓝色。石粉如石灰石粉主要由惰性非黏土类矿物组成，不具备水解特性且不带电荷，故其对亚甲蓝的吸附方式主要为物理吸附，吸附能力弱。而黏土除物理吸附作用外，对亚甲蓝分子还存在化学吸附，因此黏土对亚甲蓝的吸附能力远大于石粉。测试过程中，向由待测样品和水配制的悬浮液中多次滴入亚甲蓝溶液，亚甲蓝分子会逐渐被待测颗粒所吸附。在吸附饱和后，悬浮液中开始存在游离的亚甲蓝，此时用玻璃棒沾取少量悬浊液滴在滤纸上，在水往外扩散的同时，亚甲蓝也会向外扩散并被水所稀释，最终形成浅蓝色色晕。由此，可根据加入的亚甲蓝溶液量计算出MB值，即每千克待测颗粒试样所消耗的亚甲蓝质量，用于判定机制砂样品中黏土的吸附性能。

（2）亚甲蓝值的影响因素

黏土的主要矿物成分由蒙脱石、高岭石、云母黏土矿物、伊利石等，不同种类黏土矿物具有不同的组成和结构，具有不同的比表面积和阳离子交换能力，对亚甲蓝分子的物理、化学吸附能力有明显的不同。泥粉表面疏松多孔，比表面积大，对亚甲蓝染料有极大的吸附能力，研究表明泥粉在机制砂中含量的增加，会造成亚甲蓝值急剧增加，泥粉含量增加1%，亚甲蓝值增加0.3左右。以机制砂中细粉颗粒含量10%为例，泥粉含量3%时，亚甲蓝值就接近1.4。

机制砂中的石粉因母岩岩性不同，对亚甲蓝值有一定的差异，但差异较小。有专家研究，将不同岩性机制砂中掺入5%的母岩磨成的石粉，其发现机制砂亚甲蓝值仅在0.15～0.35之间小幅变化，且石粉对亚甲蓝的吸附较泥粉要小的多，石粉含量增加5%，亚甲蓝值仅变化0.1左右。一般情况，如果机制砂亚甲蓝值在0.3～0.7左右，说明其泥含量是非常少的，也说明石粉颗粒表面致密黏土性杂质较少。

在进行亚甲蓝试验时发现，机制砂的颗粒级配含量不同，其亚甲蓝值也有一定的差异。一方面，机制砂中石粉对亚甲蓝的吸附与其颗粒的比表面积成正相关，随着机制砂细颗粒含量的增加，其比表面积也较快增加，亚甲蓝值也随着增加。另一方面，机制砂中黏土主要存在于细粉中，随着粒径的降低，机制砂中细粉比例增大，亚甲蓝值也呈现迅速增大的规律。

（3）亚甲蓝值对混凝土工作性的影响

亚甲蓝试验的目的就是判断机制砂中的细粉颗粒是泥粉还是石粉，石粉与泥粉对混凝土的工作性影响差异十分巨大。石粉表面致密，仅存在物理吸附对混凝土用水量和外加剂的吸附较小，若机制砂中的细粉仅仅是同母岩石粉，随着石粉含量的增加，仅需要增加少量的水或者减水剂就能满足混凝土工作性要求，且拌合物的工作性保持能力不受影响。若机制砂中的细粉中含有大量的泥粉，造成亚甲蓝值＞1.4，再随之增加细粉（主要是泥粉）含量，减水剂的掺量将迅速增加，甚至近似指数增加。泥粉的层状结构和较强的阳离子交换能力，较大程度吸附拌合水和减水剂分子，需要额外加入更多的水或减水剂来达到相同的坍落度。随着机制砂亚甲蓝值值的增大，混凝土减水剂掺量呈现增加趋势，亚甲蓝值在0.35～1.0之间，混凝土减水剂掺量增加趋势相对较为缓慢，而亚甲蓝值超过1.4之后，混凝土减水剂掺量增大趋势更为明显。对于亚甲蓝值超过2.0的机制砂，即便增加减水剂的掺量，也难以获得满意的混凝土工作性保持能力。这也是有些亚甲蓝值高的机制砂使用时，不得不将初始混凝土拌合物出现泌水，经时损失依然难以控制，甚至泵送损失难以控制。

（4）亚甲蓝值对混凝土强度的影响

随着亚甲蓝值的增加，证明机制砂中的泥粉含量增加，妨碍了水泥水化的正常反应，降低了水泥石的强度，且随着泥粉含量的提高，混凝土内部的大量自由水被泥粉所吸附，硬化后内部形成大量的微小裂纹，降低了机制砂混凝土的力学性能。当MB值较大时，泥粉的劣化作用更加显著，导致混凝土力学性能呈现下降趋势。在混凝土生产过程中，若忽视泥粉含量对混凝土工作性的影响，一味增加用水量来调整坍落度，则会出现混凝土抗压强度随亚甲蓝值增加而。若采用调整减水剂用量，保持水胶比不变，对于C30混凝土的7d和28d 抗压强度随着亚甲蓝值的增加表现为先增大后轻微减小的趋势。其原因是泥粉吸附自由水，改善混凝土密实性和保水性，减少混凝土内部缺陷而增加强度，但随着亚甲蓝值的增加，这些正面作用显得微不足道。对于C60混凝土而言，泥粉阻碍水泥水化，泥粉干缩造成内部空隙或削弱界面粘结，造成混凝土强度降低，甚至后期不增长。

（5）亚甲蓝值对混凝土碳化的影响

机制砂亚甲蓝值对混凝土碳化性能的影响规律的原因可能是，亚甲蓝值较低时，机制砂中的泥粉对自由水的吸附起到了保水作用，降低了混凝土拌合物泌水的程度，改善了骨料与浆体的界面过渡区，使得亚甲蓝值对于混凝土碳化性能的弱化效应并不明显；但是当机制砂亚甲蓝值较大时，泥粉能够阻碍水泥水化，吸附大量的自由水造成混凝土内部微裂缝增加，泥粉结构疏松多孔成为混凝土内部缺陷等方面的负面影响导致混凝土碳化性能降低严重。随着机制砂亚甲蓝值的增大，混凝土碳化深度变深，亚甲蓝值低于1.0时，碳化深度变深的趋势相对较弱，而亚甲蓝值超过1.4时，碳化深度随着机制砂亚甲蓝值增大而变深的趋势较为明显。

（6）亚甲蓝值对混凝土塑性开裂的影响

随着亚甲蓝值的增加，机制砂中细粉颗粒中泥粉含量增加，混凝土的收缩增加，出现出现塑性裂缝的时间逐渐缩短，当MB值＞1.4时，出现塑性裂缝的时间骤然缩短。同时，亚甲蓝值的增大降低了混凝土的抗裂性，当MB值≥1.8时，裂缝宽度开始变粗，裂缝的平均裂开面积与单位面积上的总裂开面积迅速增加。泥粉颗粒本身就属于疏松多孔层状结构，在混凝土拌合物中后吸水而膨胀，一旦混凝土干燥失水，原来吸附于粘土颗粒空隙中的水由于扩散作用被释放出来，形成层状结构，增加开裂风险。亚甲蓝值增大，特别是MB值≥1.4后，混凝土的干缩率无论是早期还是后期有明显增加。

（7）亚甲蓝值对混凝土抗冻性的影响

机制砂亚甲蓝值的增加，加剧了混凝土的冻融破坏，混凝土抗冻等级降低。其原因是疏松多孔的粘土吸纳了大量的毛细水，其毛细管壁的强度要低于正常的水泥石毛细管壁，在经过多次冻融循环之后将很快遭受破坏，导致混凝土动弹性模量下降。