機制砂的品質(zhì)取決于顆粒級配與形貌兩大核心指標：優(yōu)良級配可優(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與水泥石的咬合力，但針片狀顆粒過多會嚴重影響混凝土強度與耐久性。傳統(tǒng)篩分法僅能檢測級配，無法表征粒形。動態(tài)圖像法通過高速成像分析顆粒，既能提供高分辨率級配數(shù)據(jù)，又能完成粒形分析，完美解決傳統(tǒng)局限。

實驗儀器

采用丹東百特BeVision D3動態(tài)圖像粒度粒形分析儀和BV-F10干法重力分散器分析機制砂的粒度和粒形。使用振動篩分儀和Tyler標準篩對樣品進行篩分分析。

實驗方法

BeVision D3測量條件：干法重力分散進樣，500萬像素CMOS相機，進樣速率自動調(diào)節(jié)，測量顆粒數(shù)10萬個，測試用時8分鐘。

測試結(jié)果和討論

圖1展示了面積等效徑X_A、最小費雷特直徑X_Fmin及最小弦長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相當于卡尺測量的最小維度；X_Cmin等效于顆粒剛好穿過篩網(wǎng)的維度。對于球形顆?；蛐螤顭o彎曲和表面凹陷的顆粒，最小費雷特直徑可以等效于篩分徑。但對于彎曲或有表面凹陷的顆粒來說，最小弦長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)之間的關系：X_A＞X_Fmin＞X_Cmin≈篩分徑。

在選用最小弦長X_Cmin作為粒度表征參數(shù)的基礎上，BeVision軟件通過自動擬對功能能夠直接輸出與篩分法測量的分布數(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在每個粒徑區(qū)間的含量與振動篩結(jié)果高度一致。篩分用戶可快速切換方法而無需修改評價標準。

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)生最佳的機械咬合力，是高強度混凝土的理想骨料。

針狀顆粒（縱橫比≤0.45）會導致混凝土需水量增加、流動性下降、長期強度受損，需要嚴格控制。

石粉（X_Cmin<75μm）對混凝土的長期強度貢獻度小，可能增加混凝土的需水量，降低混凝土的流動性。

分析針狀顆粒的分布及含量。圖8散點圖為粒徑vs縱橫比分布，每個散點代表一個顆粒。從圖中可知，機制砂顆?？v橫比與粒徑相關，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)測量10萬顆粒，效率極高且無需維護。測量結(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，動態(tài)圖像法能同步測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制砂質(zhì)量。

本文作者：百特國際部 曹靜 甘維琛