矿粉黏性土含量检测技术研究

2023-08-18胡蓝心周代会张素华倪静

四川水泥 2023年8期

胡蓝心王累陈雷周代会张素华倪静

（四川公路工程咨询监理有限公司，四川成都 610000）

0 引言

矿粉作为沥青混合料的填料与沥青组成沥青胶浆。大量研究[1-3]已证实矿粉性质对沥青胶浆的性能有至关重要的影响，从而影响沥青混合料的高、低温性能等，其中黏性土种类和含量对矿粉性质有着显著影响。

我国现行规范《土工集料试验规程》（JTG E42-2005）以塑性指数IP作为矿粉中黏性土含量的评价指标，推荐检测方法为液塑限联合测定法。《石灰石粉在混凝土中应用技术规程》（JGJ/T318-2014）将亚甲蓝值（MBV值）作为评价石粉中黏土含量的整体指标[4]。根据现行规范，IP和MBV值均能反映黏土含量，但后者未广泛应用于土工试验。在实际试验开展过程中，液塑限联合测定法和亚甲蓝试验在时间、成本、可操作性等方面存在较大差异，探索更优的矿粉黏性土含量检测技术对于加快土工试验开展进度、提高试验准确性有着重要意义。

基于此，本文采用灰关联分析及逐步回归分析方法研究矿粉0.075mm以下黏土含量对塑性指数、亚甲蓝值等指标的影响程度，探索适用于土工试验的更优的矿粉中黏性土含量检测技术。

1 试验材料

试验采用矿粉为石灰岩矿粉，为消除原矿粉中黏土对试验的影响，取洁净石灰岩清洗干燥磨制并进行筛分，按规范要求制备矿粉。

黏土分别采用小于0.075mm的低、高液限黏土（1#、2#），过0.075mm筛备用。对这2种黏土进行液塑限试验，试验结果如表1所示。

2 试验方法

2.1 液塑限联合测定法与亚甲蓝法试验

液塑限联合测定法与亚甲蓝法都能实现表征矿粉中黏性土含量的目的，两种方法对比见表2。

表2 液塑限联合测定法与亚甲蓝法的主要区别

从表2可看出，液塑限联合测定法操作十分繁琐，耗时长，数据分析需要操作人员具有丰富的经验，同时确定塑限时使用的回归曲线不同对塑性指数结果影响较大；而亚甲蓝法相较液塑限联合测定法操作简单快捷，检测成本更低。

2.2 试验设计

试验采用1#、2#这2种不同黏土，0.075mm以下矿粉中的每种黏土掺量分别为矿粉质量百分比的2%、4%、6%、8%、10%。按现行规范，准备亚甲蓝试验、液塑限试验所需样品，分别进行各指标试验，部分试验结果如表3所示。

表3 不同黏土掺量的矿粉各指标试验结果

3 试验结果与分析

3.1 灰色关联分析

灰色关联分析方法[5]可以根据复杂系统的行为特征数据，找到影响因素与研究对象之间的关系，影响因素与研究对象的关系越密切，相应的关联度就越大。

本文以不同黏土掺量的矿粉中＜0.075mm比例、亚甲蓝值、塑性指数作为比较因素（特征序列），以黏土的掺量作为参考因素（母序列）进行灰色关联分析。

通过观测试验结果变化趋势，采用均值化作为数据无量纲化处理方式，分辨系数ρ∈(0，∞)，ρ越小，分辨力越大，一般ρ的取值区间为 (0，1)，当ρ≤ 0.5463时，分辨力最好，本文选取ρ=0.5，求解母序列和特征序列之间的灰色关联系数值并计算2种黏土各参考因素的灰色关联度，结果如表4所示。

表4 不同黏土掺量的矿粉各指标试验结果

由表4可以看出，1#低液限黏土与2#高液限黏土的灰色关联度排序一致，其关联度排序为亚甲蓝值＞小于0.075mm比例＞塑性指数。该结果表明，不同黏土在各影响因素的关联程度是一致的，最显著影响的因素是亚甲蓝值，即当矿粉中黏土含量越大，各技术指标中亚甲蓝值最为显著，以亚甲蓝试验评价矿粉中黏土含量是合理的。

3.2 逐步回归分析

为进一步验证上述结果是否合理，利用SPSS对2种黏土的试验结果分别进行逐步回归分析。逐步回归的基本思想是：将变量逐个引入，每引入一个变量即对已选入的变量进行逐个检验。当原引入的变量由于后面变量的引入而变得不再显著时，将其剔除。这个过程反复进行，直到既无显著的变量选入方程，也无不显著自变量从回归方程中剔除为止。

以黏土的掺量作为因变量，不同黏土掺量的矿粉中＜0.075mm比例、亚甲蓝值、塑性指数作为自变量逐个引入并检验，逐步回归结果见表5所示。当前模型的自变量中，变量亚甲蓝值被保留，变量＜0.075mm比例、塑性指数被剔除。基于保留的自变量建立回归模型，结果见表6所示。