本发明涉及土木工程试验技术领域，具体涉及一种河砂质量的判断方法。
背景技术：
这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
河砂指河水中经自然石自然力的作用、河水的冲击与侵蚀而形成的有一定质量标准的建筑材料，经烘干筛分后可广泛应用于各种干粉砂浆，在建筑业当中有着不可替代的作用。而风化砂是岩石在经过长时间的太阳辐射、大气和水的作用，出现破碎、疏松的一类物质，耐久性较一般土料差，强度较弱，物理力学性质不稳定，并含有一定量的细土粒。
与河砂相比，风化砂价格低，易获取，但其各项性质指标无法满足施工材料要求，若用于混凝土拌合，对混凝土质量影响巨大，导致混凝土坍落度损失快，影响其强度、耐久性与工作性。近年来，因不当使用风化砂所导致混凝土实体强度严重低于设计强度等级，以及混凝土大面积开裂的现象时有发生，给施工质量的控制带来一定的难度。
当前砂石材料市场混乱，材料质量堪忧，以次充好现象严重，用质量低劣的风化砂冒充河砂的问题十分普遍，一旦使用，将给混凝土的匀质性带来先天缺陷。且如此一来，大大增加了试验人员与施工人员的辨料难度。
发明人发现，目前行业中无成熟、系统性分辨风化砂与河砂的方法以及标准化规范，二者若仅凭经验判断，易受主观因素影响，辨别误差较大，由此导致工程应用中原材料质量控制难度系数随之增大，为工程施工质量埋下隐患。
技术实现要素：
本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种河砂质量的判断方法，有效解决了工程应用中河砂质量控制难度大的问题，保证了工程质量。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明的实施例提供了一种河砂质量的判断方法，包括以下步骤：
对待判断样品进行含泥量的测定，测得的含泥量大于设定含泥量阈值时，样品不合格；
利用含泥量不大于设定含泥量阈值的样品制备样品砂浆；
对样品砂浆进行流动度测试，得到两个测试时刻之间样品砂浆的流动度损失；
将得到的流动度损失与损失阈值范围进行比对，当流动度损失位于损失阈值范围内时，样品合格，否则不合格。
进一步的，待判断的所述的样品的材料细度模数为2.3-3.0。
进一步的，含泥量测定时，进行至少两次含泥量测定试验，取算数平均值作为待判断样品的含泥量。
进一步的，所述样品砂浆为设定质量配比的水泥、样品及水的混合物，所述样品砂浆的制备方法为：秤取设定质量配比的水泥及水混合，搅拌设定时间后加入样品，继续搅拌设定时间，完成样品砂浆的制备。
进一步的，样品砂浆制备时，加入减水剂，减水剂同水泥和水共同搅拌。
进一步的，设置多组对照实验，确定损失阈值的范围。
进一步的，对照实验中用于进行流动度试验的砂浆分别为标准砂砂浆和多组河砂砂浆，标准砂砂浆为设定配比的水泥、标准砂和水的混合物，所述河砂砂浆为设定配比的水泥、河砂和水的混合物。
进一步的，所述标准砂砂浆和河砂砂浆的制备过程中均加入有碱水剂。
进一步的，采用胶砂流动度测定仪对样品砂浆、标准砂砂浆及多组河砂砂浆进行流动度进行测试，两个测试时刻之间的时间间隔为25min-35min。
进一步的，所述流动度试验在温度为20±2℃、相对湿度＞50％条件下进行。
本发明的有益效果：
1.本发明的方法，通过含泥量和流动度来判断样品的质量情况，采用的试验设备和方法均为现有的含泥量和流动度试验设备和方法，流程简便，方便快捷、节省了人力物力，适于规范化管理，通过试验得到的客观数据来进行判断，准确性高，避免了仅凭借主观经验判断带来的结果受主观因素影响、辨别误差较大的缺陷，使得工程应用中的原材料质量控制难度降低，保证了工程施工的安全，能够创造较多的经济价值和社会效益。
2.本发明的方法，通过设置对照实验，能够通过试验对比，更加精确地控制进场河砂质量，量化指标，并使得检验方法标准规范化，便于加强试验室管理，适于推广应用。
3.本发明的方法，采用流动度损失代替坍落度损失量化材料性能，其无需掺加碎石，节省材料的同时，可免去坍落度试验拌料多，难控制等问题。
4.本发明的方法，在应用过程中，体现出材料吸水率问题，以反映被检料用于拌制混凝土其施工和易性与流动性好坏。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1为本发明实施例判断方法流程图；
图2为河砂流动度损失与含泥量关系图；
图3为风化砂流动度损失与含泥量关系图；
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，目前工程用河砂仅凭经验判断其质量，受主观因素影响，辨别误差较大，针对上述问题，本申请提出了一种河砂质量的判断方法。
本申请的一种典型实施方式中，如图1所示，一种河砂质量的判断方法，待判断样品的材料细度模数为2.3-3.0，以下所有步骤均在此前提下展开，所述判断方法包括以下步骤：
步骤1：对待判断样品进行含泥量的测定，测得的含泥量大于设定含泥量阈值时，样品不合格；
所述步骤1的含泥量测定，是对待判断样品依据jtge42-2005《公路工程集料试验规程》中t0333—2000细集料含泥量试验(筛洗法)进行含泥量检验。
步骤1中，含泥量的计算方法为：
式中：qn为样品的含泥量(％)；m为试验前的烘干样品质量(g)；m′为试验后的烘干样品质量(g)。
含泥量测定时，以两组样品的试验结果的算数平均值作为样品的含泥量测定值，两次结果的差值如果超过0.5％时，应当重新取样进行试验。
所述设定含泥量阈值为3.0，测得的含泥量qn大于3.0，不符合含泥量的标准，则判断样品不合格，若qn≤3.0，符合含泥量的标准，则待判断样品进入下一步的判断步骤。
步骤2：对步骤1筛选出来的利用含泥量不大于设定含泥量阈值的样品制备样品砂浆；
本实施例中，设置多组对照实验，对照实验需制备标准砂砂浆及多组河砂砂浆。
所述样品砂浆、标准砂砂浆及河砂砂浆的材料配比、拌制是基于gbt17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(iso法)》与jc/t681-2005《行星式水泥胶砂搅拌机》中规定要求。
所述样品砂浆为按照设定质量配比混合的水泥、样品及水，根据gbt17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(iso法)》要求，水泥胶砂的质量配合比应为一份水泥、三份砂和半份水，即水泥：砂：水为1：3：0.5。为更好模拟混凝土实际效果，需另掺加1％减水剂。最终设计配合比水泥：砂：水为2.5：5：1，因此水泥、样品及水的配比为2.5:5:1.
具体的制备方法为：分别按照设定的质量配比秤取水和水泥加入锅中，减水剂使其状态选择合适的添加时间，具体的，粉状减水剂同水泥等粉料一起加入锅中，液体的减水剂同水一起加入锅中。
利用水泥胶砂搅拌机低速搅拌设定时间后，将样品均匀加入混合物中，低速搅拌的速度为：搅拌机转轴自转140±5r/min公转62±5r/min，依照规范要求，将混合物完全拌合均匀，完成样品砂浆的制备。所述设定时间为30s。
所述标准砂砂浆和河砂砂浆的制备方法与样品砂浆的制备方法相同，区别仅在于利用同质量的iso标准砂代替样品得到标准砂砂浆，利用同质量的河砂代替样品得到河砂砂浆，其具体制备过程在此不进行重复叙述。
步骤3：对样品砂浆、标准砂砂浆及多组河砂砂浆进行流动度试验进行流动度测试，得到两个测试时刻之间样品砂浆、标准砂砂浆和河砂砂浆的流动度损失；
所述流动度测试是基于gbt-2419-2005《水泥胶砂流动度测定方法》规范，在试验室标准温度20±2℃、相对湿度＞50％条件下，利用胶砂流动度测定仪完成。
将砂浆进行取料进行流动度试验，以测定其流动度值，此第一设定时刻的流动度值记为d，将砂浆静置25min-35min后，再次在第二设定时刻测量砂浆的流动度值，记为d′，则流动度损失s＝d-d′。
d、d′分别为砂浆于锅中静置30min后材料流动度值，即卡尺分别测量胶砂底面互相垂直的两个方向直径平均值。
步骤4：根据标准砂砂浆和河砂砂浆的流动度测试结果确定损失阈值范围，将得到的样品砂浆的流动度损失与损失阈值范围进行比对，当流动度损失位于损失阈值范围内时，即流动度损失符合规范要求，样品合格，否则样品不合格。
基于上述实验制定材料判别标准，以供后期新材料的检验参考。
发明人发现，材料流动度损失大小受材料类型与其含泥量影响较大。风化砂由于自身经长期风化作用，密度小，孔隙多，导致其流动度试验过程中材料吸水率较标准砂、河砂大，致使相同试验时间下，风化砂流动度损失较大；而同种材料情况下，若材料含泥量不同，流动度损失值大小也有很大差别。通过充分利用该性质，有效排除不良材料，获得了意想不到的技术效果。
通过选用标准砂、合格河砂、已知含泥量合格风化砂与含泥量较高河砂材料，在试验室标准温度20±2℃、相对湿度＞50％条件下，进行流动度试验，其试验结果如下表：
根据试验数据，结果显示：①含泥量不合格河砂其流动度损失值较大，结合图2河砂流动度损失与含泥量关系图，含泥量大于3％河砂，其流动度损失值较大，因此首先需排除含泥量对材料流动度损失试验影响；②风化砂流动度损失值较标准砂与合格河砂明显大，结合图3风化砂流动度损失与含泥量关系图，进场料在含泥量符合标准前提下，流动度损失值＞15mm，可判断为风化砂，即河砂不合格。
采用本实施例的方法，流程简便，易于掌控和规范化管理，方便快捷、节省人力物力的同时，能够通过试验对比，更加精确地控制进场河砂质量，量化指标，并使得检验方法标准规范化，便于加强试验室管理，适于推广应用。采用流动度损失代替坍落度损失量化材料性能，其无需掺加碎石，节省材料的同时，可免去坍落度试验拌料多，难控制等问题。此外，该法应用过程中，可另一方面体现出材料吸水率问题，以反映被检料用于拌制混凝土其施工和易性与流动性好坏。
本实施例方式的一个应用实施例1中。
新进场材料需依据jtge42-2005《公路工程集料试验规程》中t0333—2000细集料含泥量试验(筛洗法)要求，进行含泥量试验检测，样品的含泥量按公式计算至0.1％。
式中：qn为样品的含泥量(％)；m为试验前的烘干样品质量(g)；m′为试验后的烘干样品质量(g)。
以两个样品试验结果的算术平均值作为测定值。两次结果的差值超过0.5％时，应重新取样进行试验。
含泥量试验时，根据试验规程，称取每份质量约为400g(m)样品。最终含泥量大小需满足：qn≤3.0。若进场料含泥量满足此标准要求，继续进行下一步检测；否则，该批料不合格，料场不予接收。
对于新进场三批料，分别取400g进行含泥量检测，试验结果如下表1：
表1实施例1含泥量试验结果
同样检验情况下，样品1、样品3其含泥量分别为3.8％、3.3％，不满足qn≤3.0要求，该料不合格；样品2符合含泥量标准，通过初步筛选，需进行下一步流动度检测。此次选取样品2作为下一步试验材料，以下称样品2为未知料。
根据gbt17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(iso法)》要求，水泥胶砂的质量配合比应为一份水泥、三份砂和半份水，即水泥：标准砂：水为1：3：0.5。为更好模拟混凝土实际效果，需另掺加1％减水剂。最终设计配合比水泥：砂：水为2.5：5：1。
标准砂组设为对照组1，河砂1、河砂2、河砂3分别对应对照组2、对照组3、对照组4，待判断的样品为试验组。
对照组1：分别称取400g水泥、800g标准砂、160g水、4g减水剂，依次将水、水泥加入锅中，减水剂视其状态选择合适添加时间：粉状减水剂同水泥等粉料一起加入，液体减水剂同水一起加入。用水泥胶砂搅拌机低速拌制30s后，在第二个30s开始的同时均匀地将标准砂加入，依照规范要求，将料完全拌和均匀，完成标准砂砂浆的制备。
同对照组1，按其同样方式将对照组2、3、4与试验组(标准砂换为同等克数相应的河砂或样品)制拌水泥砂浆，完成两组河砂砂浆和样品砂浆的制备。
根据gbt-2419-2005《水泥胶砂流动度测定方法》试验规程，在试验室标准温度20±2℃、相对湿度＞50％条件下，分别取料，将五组新拌合材料进行流动度试验，以测定其流动度值，此时其流动度值记为d；同时，将拌制的砂浆料静置30min，并测定其流动度值，记为d′。
从胶砂加水开始到测量扩散直径结束，应在6min内完成。跳桌跳动完毕，用卡尺测量胶砂底面互相垂直的两个方向直径，计算平均值，取整数，单位为毫米。该平均值即为该水量的水泥胶砂流动度。
计算各组流动度损失s，并依照四组对照组试验结果，划定合格砂材料流动度范围即损失阈值范围：若实验组流动度值符合所划范围，则该料为可用河砂；否则，该料不满足料场用料要求，不合格，为风化砂或杂烩沙(河砂当中掺杂风化砂)。
流动度损失s＝d-d′
流动度试验结果如表2所示。
表2实施例1流动度试验结果
该试验方案下，对照组1其性能良好，在跳桌跳动23次时，便已超出圆盘桌面300mm范围，记其第一次流动度值为300mm；对照组2、3、4其初次流动度值均介于280mm-300mm之间，静置30min流动度值几乎无变化。
静置30min后，与对照组试验相比，试验组材料流动度损失严重，损失达76mm，可判定该实验组材料为风化砂或杂烩沙。
根据该试验结果，问题材料其流动度损失明显较大，合格料流动度损失均＜10mm。以此可综合多次试验结果，以确定合格材料流动度范围。
本实施方式的另一个实施例2中：
对于新进场四批料，分别取400g进行含泥量检测，试验结果如下表3：
表3实施例2含泥量试验结果
其中，样品2含泥量为3.6％，不满足qn≤3；样品1、3含泥量满足要求，取其进行下一步流动度试验。
取标准砂，设为对照组1，河砂1、河砂2分别对应对照组2、对照组3，设样品1、样品3分别为未知料1、未知料2对应试验组1、试验组2。
分别称取400g水泥、800g标准砂/河砂1/河砂2/未知料1/未知料2、160g水、4g减水剂，依次将水、水泥加入锅中，减水剂视其状态选择合适添加时间：粉状减水剂同水泥等粉料一起加入，液体减水剂同水一起加入。用水泥胶砂搅拌机低速拌制30s后，在第二个30s开始的同时均匀地将砂子加入，依照规范要求时间，将料完全拌和均匀。
将5组新拌合材料进行流动度试验，分别测定新拌料与静置30min料流动度值，计算流动度损失，流动度试验结果如表4所示。
表4实施例2流动度试验结果
同样试验条件下，试验组1流动度较好，流动度损失为0，为合格河砂；试验组2流动度损失严重，其值高达52mm，可判断为风化砂或杂烩沙，料不合格，不予接收。
综合多次试验结果，以确定合格材料流动度范围。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
1.一种河砂质量的判断方法，其特征在于，包括以下步骤：
对待判断样品进行含泥量的测定，测得的含泥量大于设定含泥量阈值时，样品不合格；
利用含泥量不大于设定含泥量阈值的样品制备样品砂浆；
对样品砂浆进行流动度测试，得到两个测试时刻之间样品砂浆的流动度损失；
将得到的流动度损失与损失阈值范围进行比对，当流动度损失位于损失阈值范围内时，样品合格，否则不合格。
2.如权利要求1所述的河砂质量的判断方法，其特征在于，待判断的所述样品的材料细度模数为2.3-3.0。
3.如权利要求1所述的河砂质量的判断方法，其特征在于，含泥量测定时，进行至少两次含泥量测定试验，取算数平均值作为待判断样品的含泥量。
4.如权利要求1所述的河砂质量的判断方法，其特征在于，所述样品砂浆为设定质量配比的水泥、样品及水的混合物，所述样品砂浆的制备方法为：秤取设定质量配比的水泥及水混合，搅拌设定时间后加入样品，继续搅拌设定时间，完成样品砂浆的制备。
5.如权利要求4所述的河砂质量的判断方法，其特征在于，样品砂浆制备时，加入减水剂，减水剂同水泥和水共同搅拌。
6.如权利要求1所述的河砂质量的判断方法，其特征在于，设置多组对照实验，确定损失阈值的范围。
7.如权利要求6所述的河砂质量的判断方法，其特征在于，对照实验中用于进行流动度试验的砂浆分别为标准砂砂浆和多组河砂砂浆，标准砂砂浆为设定配比的水泥、标准砂和水的混合物，所述河砂砂浆为设定配比的水泥、河砂和水的混合物。
8.如权利要求7所述的河砂质量的判断方法，其特征在于，所述标准砂砂浆和河砂砂浆的制备过程中均加入有碱水剂。
9.如权利要求7所述的河砂质量的判断方法，其特征在于，采用胶砂流动度测定仪对样品砂浆、标准砂砂浆及多组河砂砂浆进行流动度进行测试，两个测试时刻之间的时间间隔为25min-35min。
10.如权利要求7所述的河砂质量的判断方法，其特征在于，所述流动度试验在温度为20±2℃、相对湿度＞50％条件下进行。
技术总结