一种砂MB值测试系统及方法

技术领域

本发明属于混凝土原材料测试领域，具体涉及一种砂MB值测试系统及方法。

背景技术

砂是混凝土的主要原材料之一，对混凝土的各项性能及质量有着重要影响，当砂中的含泥量过大或微细颗粒主要以泥粉为主时，将对混凝土中的外加剂产生较大吸附，从而严重影响新拌混凝土的工作性，另外，砂中过多的泥分也将对硬化混凝土的力学性能和耐久性产生不良影响。因此，砂的含泥量和微细颗粒的属性是混凝土质量控制环节中检测频次最高的项目之一。

在工程实践中，检测人员通常利用砂中泥分对亚甲蓝溶液的吸附特性来判断砂中的微细颗粒中泥粉的占比程度。《建筑用砂》(GB/T14584-2011)标准中砂MB值测试方法(下称国标法)利用上述原理来判断砂中的微细颗粒中泥粉的占比程度，测得的砂MB值即是单位质量的砂样品对亚甲蓝的吸附量，能较准确的得到测试结果。然而该方法在操作上较为繁琐，需要人为多次加入亚甲蓝溶液，且测试时间长，每加入一次亚甲蓝溶液(即待测样品的MB值每增加0.25)测试时间至少需增加6分钟，另外该方法通过试验人员用肉眼观察是否稳定出现稳定浅蓝色色晕来判定是否达到测试终点，对于经验不够丰富的人员，难以通过肉眼判断颜色的深浅，而且由于不同试验人员判断标准不一致，容易造成试验结果的偏差。

现有的砂MB值测试方法普遍存在测试过程繁琐，测试时间长，测试终点难以判断等问题，混凝土及砂石行业亟需一种能够快速、简单、准确测试砂MB值的方法。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种砂MB值测试系统及方法解决了砂MB值的测试过程复杂、测试时间长，以及需要依赖人肉眼观察主观判断测试结果的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种砂MB值测试系统，包括相互连接的MB值测试模块和结果显示模块；所述MB值测试模块包括：暗盒、激光发射器、光强度传感器和透光容器；

其中，所述暗盒在所述透光容器的上方设置有暗盒盖子，所述激光发射器和光强度传感器均固定于所述暗盒内部的底部，所述透光容器通过容器底座固定于所述暗盒的内部的底部，并且其位置在所述激光发射器和光强度传感器的中间，所述激光发射器的激光发射端口、透光容器和光强度传感器的激光接收端口设置在同一轴线上且相互不接触；

所述暗盒用于放置激光发射器、光强度传感器和透光容器，提供获取光强示数的环境；所述激光发射器用于发射激光，使其穿过透光容器照射到光强度传感器上；所述透光容器用于放置被测溶液；所述光强度传感器用于读取被测溶液的光强示数。

进一步地：所述结果显示模块包括暗盒导线和显示屏；所述显示屏通过所述暗盒导线与所述光强度传感器连接。

上述进一步方案的有益效果为：光强度传感器和显示屏通过暗盒隔离，可以降低光强度传感器的测量过程中出现的误差。

进一步地：所述暗盒盖子的制作材料为不透光的树脂，所述透光容器的制作材料为无色光学石英玻璃或无色亚克力。

上述进一步方案的有益效果为：透光容器的选用的这种材料可以提高光强度传感器的测量结果的精度。

一种砂MB值测试方法，包括以下步骤：

S1、准备砂MB值测试系统，打开激光发射器，通过光强度传感器获得第一光强示数I

S2、根据第一光强示数I

S3、根据设定的MB值的测试最大值将待测砂样品中加入水和第二亚甲蓝溶液，并充分搅拌均匀得到混合液；

S4、根据亚甲蓝溶液标定浓度最大值A计算稀释倍数N，并将混合液过滤得到清液，取定量的清液稀释N倍，将其加入透光容器中，将透光容器放置于暗盒中，并打开激光发射器，通过光强度传感器得到第三光强示数I；

S5、根据浓度梯度系数k和第三光强示数I计算待测砂样品的MB值，完成砂MB值测试。

进一步地：所述步骤S1中，准备砂MB值测试系统具体的方法为：

将水加入透光容器中，并将透光容器通过容器底座固定于暗盒中。

上述进一步方案的有益效果为：容器底座可以固定和拆卸透光容器，方便多次试验操作。

进一步地：所述步骤S2具体为：

分别将浓度为C

式中，C

上述进一步方案的有益效果为：获得的砂MB值测试系统的亚甲蓝溶液标定浓度最大值A值和浓度梯度系数k，在后续测试时可直接使用，大大简化了操作流程。

进一步地：所述步骤S3中，加入水的量为V

其中，X为设定的MB值的测试最大值，V

上述进一步方案的有益效果为：设定的MB值量程越大，消耗的亚甲蓝溶液的量就越大，因此，可根据当地砂的历史品质情况，合理选择MB值的测试量程，以高效利用亚甲蓝溶液。

进一步地：所述步骤S4中，稀释倍数N需要满足下式：

式中，V

上述进一步方案的有益效果为：稀释倍数N过低会影响待测砂样品的MB值的计算结果，需要计算出稀释倍数N的设定最低值。

进一步地：所述步骤S5中，待测砂样品的MB值的计算公式具体为：

式中，I

上述进一步方案的有益效果为：通过公式计算的待测砂样品的MB值准确率高。

本发明的有益效果为：

(1)不论待测砂样品的MB值多大，亚甲蓝溶液均只需一次性添加，大大简化了操作步骤，缩短了测试时间，提高了测试效率。

(2)无需依赖试验人员用肉眼主观判断测试结果，测试结果更加准确、可靠。

(3)在实际使用中，只需在首次测试前对装置进行标定，获得亚甲蓝溶液标定浓度最大值A和浓度梯度系数k，后续测试时，直接使用经标定的参数即可。

附图说明

图1为本发明的砂MB值测试装置结构示意图；

图2为本发明的流程图；

其中：1、暗盒；2、激光发射器；3、光强度传感器；4、透光容器；11、暗盒盖子；31、暗盒导线；32、显示屏；41、容器底座。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，一种砂MB值测试系统，包括相互连接的MB值测试模块和结果显示模块；MB值测试模块包括：暗盒1、激光发射器2、光强度传感器3和透光容器4；

其中，暗盒1在透光容器4的上方设置有暗盒盖子11，激光发射器2和光强度传感器3均固定于暗盒1内部的底部，透光容器4通过容器底座41固定于暗盒1的内部的底部，并且其位置在激光发射器2和光强度传感器3的中间，激光发射器2的激光发射端口、透光容器4和光强度传感器3的激光接收端口设置在同一轴线上且相互不接触；

暗盒1用于放置激光发射器2、光强度传感器3和透光容器4，提供获取光强示数的环境；激光发射器2用于发射激光，使其穿过透光容器4照射到光强度传感器3上；透光容器4用于放置被测溶液；光强度传感器3用于读取被测溶液的光强示数。

激光发射器2的发射激光波长范围为650-680纳米，透光容器4为矩形试管。

结果显示模块包括暗盒导线31和显示屏32；显示屏32通过暗盒导线31与光强度传感器3连接；暗盒导线31用于连接显示屏32和光强度传感器3，显示屏32用于显示光强度传感器3读取的光强示数。

暗盒盖子11的制作材料为不透光的树脂，透光容器4的制作材料为无色光学石英玻璃或无色亚克力。

在本实施例中，如图2所示，一种砂MB值测试方法，包括以下步骤：

S1、准备砂MB值测试系统，打开激光发射器2，通过光强度传感器3获得第一光强示数I

S2、根据第一光强示数I

S3、根据设定的MB值的测试最大值将待测砂样品中加入水和第二亚甲蓝溶液，并充分搅拌均匀得到混合液；

S4、根据亚甲蓝溶液标定浓度最大值A计算稀释倍数N，并将混合液过滤得到清液，取定量的清液稀释N倍，将其加入透光容器4中，将透光容器4放置于暗盒1中，并打开激光发射器2，通过光强度传感器3得到第三光强示数I；

S5、根据浓度梯度系数k和第三光强示数I计算待测砂样品的MB值，完成砂MB值测试。

所述步骤S1中，准备砂MB值测试系统具体的方法为：

将水加入透光容器4中，并将透光容器4通过容器底座41固定于暗盒1中。

在本实施例中，暗盒1和暗盒盖子11的制作材料为不透光的树脂材料；激光发射器2为单色激光调制发射器，能够定向发射665nm波长的激光，额定发射功率为5mW；光强度传感器3的感光范围为0-10mW，且带有一个LED显示屏32能实时显示照射到传感器上的光强度；透光容器4为无色光学石英玻璃材质的矩形试管，内部尺寸为10mm×10mm×3mm，试管壁厚度为0.2mm；

所述步骤S2具体为：

分别将浓度为C

式中，C

在本实施例中，分别将浓度为0.5mg/L、1mg/L、1.5mg/L、2mg/L、2.5mg/L、3mg/L、3.5mg/L、4mg/L、4.5mg/L、5mg/L、5.5mg/L、6mg/L、6.5mg/L、7mg/L、7.5mg/L、8mg/L、8.5mg/L、9mg/L、9.5mg/L和10mg/L的第一亚甲蓝溶液置于透光容器4中，并通过光强度传感器3获得第二光强示数，经过拟合计算得到当第一亚甲蓝溶液浓度小于7mg/L时，

其中，C

所述步骤S3中，加入水的量为V

其中，X为设定的MB值的测试最大值，V

在本实施例中，设定装置的MB值最大测试量程为1.5g/kg，向0.2kg待测砂样品中一次性加入0.5L水和V

所述步骤S4中，稀释倍数N需要满足下式：

式中，V

在本实施例中，用针式过滤器过滤出少量清液，经计算清液稀释的倍数N应不小于81倍，设定稀释倍数N＝100，将混合液过滤得到清液，取1mL的清液稀释100倍，将其加入矩形试管中，将矩形试管放入暗盒1中用容器底座41固定，其中矩形试管内溶液的液面高度高于发射激光光束的高度，打开单色激光调制发射器，获得第三光强示数I为2.6mW。

所述步骤S5中，待测砂样品的MB值的计算公式具体为：

式中，I

在本实施例中，根据获得的第一光强示数I

在实际使用中，只需在首次测试前对装置进行标定，获得亚甲蓝溶液标定浓度最大值A值和浓度梯度系数k，后续测试时，直接使用经标定的参数即可。另外，通过计算公式可知，选择的MB值量程越大，消耗的亚甲蓝溶液的量就越大，因此，可根据当地砂的历史品质情况，合理选择MB值的测试量程，以高效利用亚甲蓝溶液。

本发明的系统工作过程为：准备砂MB值测试系统，将透光容器4加入清水放入暗盒1中，打开激光发射器2，通过光强度传感器3获得第一光强示数I

本发明的有益效果为：不论待测砂样品的MB值多大，亚甲蓝溶液均只需一次性添加，大大简化了操作步骤，缩短了测试时间，提高了测试效率；

无需依赖试验人员用肉眼主观判断测试结果，测试结果更加准确、可靠；

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“厚度”、“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明的技术特征的数量。因此，限定由“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。