混凝土用机制砂中絮凝剂的检测方法研究进展
Research progress on detection methods of flocculants in manufactured sand for concrete
关键词：
机制砂；絮凝剂；聚丙烯酰胺；定性检测；定量检测；混凝土
Key words：
Manufactured sand; Flocculants; Polyacrylamide; Qualitative testing; Quantitative testing; Concrete
刊期：
2025年第10期
DOI：
10.19761/j.1000-4637.2025.10.160.05
文章编号：
基金项目：
作者：
胡晓妍1，韦福海2，周 全1
单位：
1.华润水泥技术研发有限公司，广东 广州 510000；2.华润混凝土（百色）有限公司，广西 百色 533000
摘要
摘 要：机制砂中的絮凝剂残留会影响混凝土的性能，增加生产成本。为帮助机制砂和混凝土企业快速判断机制砂的合格性，采取有针对性的应对方案，对机制砂中絮凝剂的种类和含量进行检测显得尤为重要。从物理法和化学法两个维度综述了絮凝剂检测方法，其中，物理法包括简易试验法（澄清时间法、拌合物性能试验法）、黏度法（PAM溶液黏度法、水泥浆体黏度法）、光学法（激光法、分光光度法、红外光谱法）、物质分离法；化学法包括化学滴定-吸光度法、化学滴定-电导率法、总有机碳（Total organic carbon，TOC）分析法、蛋白沉淀法；分析了各方法在机制砂领域的应用效果和应用可能性，指出了目前面临的难题，并对未来机制砂行业絮凝剂的检测方法进行了展望。
Abstract: The residual flocculants in manufactured sand can affect the performance of concrete and increase production costs. In order to help manufactured sand and concrete enterprises judge the qualification of manufactured sand quickly, and adopt targeted response plans, it is particularly important to detect the types and contents of flocculants in manufactured sand. The detection methods of flocculants from two dimensions: physical and chemical methods, were summarized. Physical methods include simple experimental methods (clarification time method, mixture performance test method), viscosity methods (PAM solution viscosity method, cement slurry viscosity method), optical methods (laser method, spectrophotometry, infrared spectroscopy method), and substance separation method. Chemical methods include chemical titration-absorbance method, chemical titration-conductivity method, total organic carbon (TOC) analysis method, and protein precipitation method. The application effects and possibilities of various methods in the field of manufactured sand were analyzed, and the current challenges were pointed out. The detection methods of flocculants in the future manufactured sand industry were prospected.
结论
（1）现有絮凝剂检测方法以半定量法居多，对机制砂行业有一定参考价值。目前，机制砂行业常采用简易试验法（澄清时间法、拌合物性能试验法）来快速判定絮凝剂有无和含量高低，检测结果较为主观，不能准确检测出絮凝剂的具体含量。
（2）黏度法主要包括PAM溶液黏度法和水泥浆体黏度法两种，主要原理为根据PAM含量与溶液黏度之间的关系，反推计算出机制砂中的PAM含量。目前，黏度法的试验对象主要为PAM，导致其计算结果具有一定局限性，对不同种类絮凝剂的普适性有待验证。
（3）光学法主要包括激光法、分光光度法、红外光谱法。其中，激光法可以确定出絮凝剂含量的区间范围，但在细化具体含量上有一定的局限性；分光光度法可减弱物质分子量和液体黏度的影响，适用于多种类PAM含量的检测；红外光谱法适合于检测絮凝剂种类，但前提是能够分离和提取出机制砂中的絮凝剂，目前该方法不适合直接检测机制砂中的絮凝剂残留。
（4）物质分离法的原理是从机制砂中分离、提取或除去全部絮凝剂，由此可准确得到残留的絮凝剂含量，该方法通常操作步骤复杂、时间较长，不适用于现场动态监测。
（5）化学法包括化学滴定-吸光度法、化学滴定-电导率法、TOC分析法、蛋白沉淀法。其中，化学滴定-吸光度法对絮凝剂含量的检测精度较高，但由于其需要通过大量试验来确定各滴定物质的最优参数，故目前在机制砂行业中应用较少；化学滴定-电导率法的原理为根据电流-絮凝剂体积关系曲线的拐点来确定絮凝剂含量，适用于PAM、PAC、聚合硫酸铁等絮凝剂的检测；TOC分析法的测试结果较准确，但成本较高，目前在机制砂行业中的规模化应用可行性不高；蛋白沉淀法可定性判断出机制砂中的絮凝剂种类，从而指导机制砂混凝土的配合比设计。
（6）机制砂中絮凝剂可接受的临界残留量的界定关乎检测方法的选择，后续可加强对临界残留量的研究。另外，目前多数应用较成熟的检测方法（如光学法、化学滴定法等）多集中在石油、煤矿废水领域，在机制砂行业中的应用较少，后续可深入相关研究和论证，优化检测方法，为机制砂和混凝土行业絮凝剂的检测提供经济且准确的快速检测方法。
（7）未来或可借助人工智能技术、图像识别技术实现絮凝剂含量的自动检测，排除外界干扰，进一步提高检测精度和生产效率。
参考文献
[1] 彭文彬,张荣华,吴鑫.高品质机制砂制备低胶材混凝土的试验研究[J].混凝土世界,2021(10):56-60.
[2] 杨林,李从号.絮凝剂(PAM)对水泥(胶材)净浆及混凝土性能的影响[J].混凝土世界,2021(4):80-83.
[3] 谢文香.机制砂在混凝土中稳定使用的探讨[J].广东建材,2022,38(6):11-12,14.
[4] 杨林,李从号.用粘度计快速测定机制砂絮凝剂浓度的应用探讨[J].中华建设,2023(9):124-126.
[5] 饶博,邹文杰,赵伟,等.低浓度聚丙烯酰胺含量的检测及溶液离子的影响[J].工程科学学报,2024,46(6):1012-1023.
[6] GIBBONS M K,?魻RMECI B.Quantification of polymer concentration in water using UV-vis spectroscopy[J].Journal of Water Supply Research and Technology-AQUA,2013,62(4):205-213.
[7] 刘希,伊卓,胡晓娜,等.高温油藏聚合物驱采出液中聚丙烯酰胺浓度的测定[J].石油化工,2021,50(8):783-787.
[8] 王进文,李振宝,臧金源,等.关于机制砂絮凝剂残留值对混凝土性能影响以及其测定和处置方法的研究[J].混凝土,2024(4):183-186,191.
[9] 柴天红,邹小平.机制砂混凝土存在的问题及应用探讨[J].江西建材,2021(12):10-11,13.
[10] 吴从亮,高燕.砂中絮凝剂含量检测及其对混凝土性能的影响[J].混凝土世界,2024(10):33-39.
[11] 张林涛,韩建国,江林,等.一种砂中絮凝剂的检测方法:201911336311.4[P].2019-12-23.
[12] 黄玉美,檀军峰,杨雷,等.一种快速检测机制砂中絮凝剂种类及含量的方法:202311088229.0[P].2023-08-28.
[13] 李静,余纲,杨曙光,等.一种砂中絮凝剂含量检测方法及其检测装置:202310540126.7[P].2023-05-15.
[14] AL-MOMANI F A,?魻RMECI B.Measurement of polyacrylamide polymers in water and wastewater using an in-line UV-vis spectrophotometer[J].Journal of Environmental Chemical Engineering,2014,2(2):765-772.
[15] 王军,王福涛,杨文,等.一种机制砂中聚铝型絮凝剂残留量的快速检测方法:202211025654.0[P].2022-08-25.
[16] 薛龙英,吕志凤,何芳,等.污水中聚丙烯酰胺的水解度、摩尔质量及含量的测定[J].石油与天然气化工,2007(2):169-172.
[17] 关淑霞,范洪富,吴松,等.聚丙烯酰胺质量浓度的测定——浊度法[J].大庆石油学院学报,2007(2):106-109.
[18] 高丽,李潇潇,曹宇翔,等.洗砂回用水残留聚丙烯酰胺检测方法比较[J].工业用水与废水,2023,54(2):88-92.
[19] 张红,倪晓宇,吴跃进,等.一种复/混合物中聚丙烯酰胺的定量检测方法:201210390587.2[P].2012-10-15.
[20] 罗元周,郑树义,凌正泉.聚丙烯酰胺在泥浆中含量的测定[J].煤田地质与勘探,2023,11(5):46-51.
[21] 关淑霞,范莹莹,叶海春.分光光度计测定聚丙烯酰胺溶液浓度方法的比较[J].化学工程师,2013,27(8):35-39.
[22] 高原,高志浩,冯良平,等.机制砂中絮凝剂残留浓度的快速检测方法及用途:202410928808.X[P].2024-07-11.
[23] 张文军,姚一帆,张婷,等.一种机制砂中絮凝剂残余量的检测方法:202210505591.2[P].2022-05-10.
引用本文
胡晓妍,韦福海,周全.混凝土用机制砂中絮凝剂的检测方法研究进展[J].混凝土与水泥制品,2025(10):160-164.
HU X Y,WEI F H,ZHOU Q.Research progress on detection methods of flocculants in manufactured sand for concrete[J].China Concrete and Cement Products,2025(10):160-164.
上一个： 微生物矿化沉积（MICP）技术强化再生骨料研究进展
相关文件