機(jī)制砂的品質(zhì)取決于顆粒級(jí)配與形貌兩大核心指標(biāo)：優(yōu)良級(jí)配可優(yōu)化混凝土工作性能、節(jié)約水泥成本；粗糙多棱角的顆粒形貌增強(qiáng)與水泥石的咬合力，但針片狀顆粒過(guò)多會(huì)嚴(yán)重影響混凝土強(qiáng)度與耐久性。傳統(tǒng)篩分法僅能檢測(cè)級(jí)配，無(wú)法表征粒形。動(dòng)態(tài)圖像法通過(guò)高速成像分析顆粒，既能提供高分辨率級(jí)配數(shù)據(jù)，又能完成粒形分析，完美解決傳統(tǒng)局限。

實(shí)驗(yàn)儀器

采用丹東百特BeVision D3動(dòng)態(tài)圖像粒度粒形分析儀和BV-F10干法重力分散器分析機(jī)制砂的粒度和粒形。使用振動(dòng)篩分儀和Tyler標(biāo)準(zhǔn)篩對(duì)樣品進(jìn)行篩分分析。

實(shí)驗(yàn)方法

BeVision D3測(cè)量條件：干法重力分散進(jìn)樣，500萬(wàn)像素CMOS相機(jī)，進(jìn)樣速率自動(dòng)調(diào)節(jié)，測(cè)量顆粒數(shù)10萬(wàn)個(gè)，測(cè)試用時(shí)8分鐘。

測(cè)試結(jié)果和討論

圖1展示了面積等效徑X_A、最小費(fèi)雷特直徑X_Fmin及最小弦長(zhǎng)X_Cmin的累積曲線。由于顆粒各向異性，不同等效方式得到不同粒徑分布。如圖2所示，面積等效徑X_A為與投影面積相等的圓直徑；X_Fmin相當(dāng)于卡尺測(cè)量的最小維度；X_Cmin等效于顆粒剛好穿過(guò)篩網(wǎng)的維度。對(duì)于球形顆?；蛐螤顭o(wú)彎曲和表面凹陷的顆粒，最小費(fèi)雷特直徑可以等效于篩分徑。但對(duì)于彎曲或有表面凹陷的顆粒來(lái)說(shuō)，最小弦長(zhǎng)則與篩分徑定義更加契合，其分布結(jié)果也與篩分分布更加接近。粒徑參數(shù)之間的關(guān)系：X_A＞X_Fmin＞X_Cmin≈篩分徑。

在選用最小弦長(zhǎng)X_Cmin作為粒度表征參數(shù)的基礎(chǔ)上，BeVision軟件通過(guò)自動(dòng)擬對(duì)功能能夠直接輸出與篩分法測(cè)量的分布數(shù)據(jù)相一致的粒徑分布結(jié)果。

從以上數(shù)據(jù)可以看出，BeVision D3在每個(gè)粒徑區(qū)間的含量與振動(dòng)篩結(jié)果高度一致。篩分用戶可快速切換方法而無(wú)需修改評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

顆粒的縱橫比越接近于0，形狀越趨近于針狀；縱橫比越接近于1，形狀越趨近于球形。

優(yōu)良顆粒（縱橫比>0.45）能形成穩(wěn)固的骨架結(jié)構(gòu)，并與水泥石產(chǎn)生最佳的機(jī)械咬合力，是高強(qiáng)度混凝土的理想骨料。

針狀顆粒（縱橫比≤0.45）會(huì)導(dǎo)致混凝土需水量增加、流動(dòng)性下降、長(zhǎng)期強(qiáng)度受損，需要嚴(yán)格控制。

石粉（X_Cmin<75μm）對(duì)混凝土的長(zhǎng)期強(qiáng)度貢獻(xiàn)度小，可能增加混凝土的需水量，降低混凝土的流動(dòng)性。

分析針狀顆粒的分布及含量。圖8散點(diǎn)圖為粒徑vs縱橫比分布，每個(gè)散點(diǎn)代表一個(gè)顆粒。從圖中可知，機(jī)制砂顆?？v橫比與粒徑相關(guān)，1000μm以上顆?？v橫比大于0.45；1000μm以下顆粒，粒徑越小，縱橫比小于0.45的針狀顆粒數(shù)目越多。

結(jié)論

BeVision D3在8分鐘內(nèi)測(cè)量10萬(wàn)顆粒，效率極高且無(wú)需維護(hù)。測(cè)量結(jié)果與篩分法一致性極好，用戶可快速切換方法提高效率、降低成本。同時(shí)，動(dòng)態(tài)圖像法能同步測(cè)量粒形并輸出顆粒圖像，幫助用戶從粒徑和粒形兩方面全面分析機(jī)制砂質(zhì)量。

本文作者：百特國(guó)際部 曹靜 甘維琛