ચીકણી માટી, એગ્રીગેટ અને મૃદા માટે મિથિલીન બ્લુ પરીક્ષણ

કોંક્રીટ ઉત્પાદક રેતીનો જથ્થો નકારે છે, કારણ કે તેનું મિથિલીન બ્લુ મૂલ્ય નિર્દિષ્ટ મર્યાદા કરતાં વધારે છે. સપ્લાયર વાંધો ઉઠાવે છે: તેમની પોતાની પ્રયોગશાળાએ એ જ રેતી માટે ઓછું મૂલ્ય માપ્યું હતું. બંને પ્રયોગશાળાઓએ મિથિલીન બ્લુ વાપર્યું હતું. બંનેએ પરિણામ ગ્રામ પ્રતિ કિલોગ્રામમાં નોંધ્યું હતું. પરંતુ તેમાંથી માત્ર એકે જ સ્પષ્ટીકરણમાં જણાવેલા કણકદના અંશનું પરીક્ષણ કર્યું હતું, અને આ બે આંકડાઓ ક્યારેય સરખાવી શકાય તેવા નહોતા.

આ ભૂલનું મૂળ એક વૈચારિક ગેરસમજમાં છે. "મિથિલીન બ્લુ પરીક્ષણ" સાંભળતાં એવું લાગે છે કે તે એક જ માપક્રમ ધરાવતું એક સાધન છે. વ્યવહારમાં તે પ્રક્રિયાઓનો એક સમૂહ છે, જે એક જ રંગદ્રવ્ય વાપરે છે, પરંતુ જુદી જુદી માપ્ય રાશિઓ નક્કી કરે છે: જુદા પદાર્થો, કણકદના જુદા અંશો, જુદા અંતબિંદુઓ અને પરિણામ નોંધવાના જુદા આધારો. રંગદ્રવ્યનું નામ એક જ હોવાથી પરિણામ પણ એક જ પ્રકારનું છે એમ માનવું એ ભૂલ છે. નીચેના વિભાગો આ સમૂહની પદ્ધતિઓને અલગ પાડે છે, જેથી વાચક પદાર્થને અનુરૂપ પદ્ધતિ પસંદ કરી શકે અને દરેક આંકડાને તેના પોતાના સંદર્ભમાં સમજી શકે.

રંગદ્રવ્ય ખરેખર શું તપાસે છે

મિથિલીન બ્લુ એક ધનાયનિક રંગદ્રવ્ય છે. ઊંચી સપાટી સક્રિયતા ધરાવતા ચીકણી માટીના ખનિજો તેનું પ્રબળ અધિશોષણ કરે છે, જ્યારે ક્વાર્ટ્ઝ અને અન્ય નિષ્ક્રિય સૂક્ષ્મ કણો ઘણું ઓછું રંગદ્રવ્ય ગ્રહણ કરે છે. તેથી હલાવતા નિલંબનમાં થોડું થોડું રંગદ્રવ્ય ઉમેરવાથી સક્રિય સપાટીનું અનુમાપન થાય છે: સક્રિય સ્થાનો ભરાઈ જાય પછી જ દ્રાવણમાં મુક્ત રંગદ્રવ્ય દેખાય છે. આ કારણે મિથિલીન બ્લુ ચીકણી માટી પરીક્ષણ માત્ર કુલ સૂક્ષ્મ કણોના પ્રમાણને બદલે સક્રિય ચીકણી માટીના ખનિજોના જથ્થા અને સ્વરૂપને પ્રતિસાદ આપે છે.

તેમાંથી બે બાબતો સ્પષ્ટ થાય છે. પ્રથમ, પરિણામ પરીક્ષણના ભાગમાં કયા કણો છે તેના પર આધાર રાખે છે. 0/2 mm અંશનું પરીક્ષણ કરતી પદ્ધતિ અને માત્ર અતિસૂક્ષ્મ ધૂળનું પરીક્ષણ કરતી પદ્ધતિ એ જ સમગ્ર નમૂના માટે જુદા આંકડાઓ આપશે, કારણ કે બંનેમાં ચીકણી માટીની સાંદ્રતા જુદી હોય છે. બીજું, નોંધાયેલા એકમનો અર્થ તે અંશ સાથે જ સ્પષ્ટ થાય છે. બરાબર શેના પ્રતિ કિલોગ્રામ દીઠ રંગદ્રવ્યના ગ્રામ દર્શાવાય છે, તે પણ પરિણામનો જ એક ભાગ છે. મિથિલીન બ્લુ અધિશોષણના માપનો અંગેની પૂરક માર્ગદર્શિકા આ ગ્રહણની મૂળભૂત પ્રક્રિયાને વધુ વિગતે સમજાવે છે.

એગ્રીગેટ પરીક્ષણ: EN 933-9 એક નહીં, બે મૂલ્યો વ્યાખ્યાયિત કરે છે

યુરોપીય સંદર્ભ ધોરણ EN 933-9 છે: એગ્રીગેટના ભૌમિતિક ગુણધર્મોના પરીક્ષણો, ભાગ 9: સૂક્ષ્મ કણોનું મૂલ્યાંકન, મિથિલીન બ્લુ પરીક્ષણ. હાલની આવૃત્તિ EN 933-9:2022 છે, જેણે 2013ના સુધારા સહિતની 2009ની આવૃત્તિને બદલી છે, અને તેના વ્યાપનો સારાંશ CEN અને CENELEC ધોરણોના પોર્ટલ પર આપવામાં આવ્યો છે. આ ધોરણ બે અલગ મૂલ્યો વ્યાખ્યાયિત કરે છે. MB, 0/2 mm અંશ પર નક્કી થાય છે. ફરજિયાત પરિશિષ્ટમાં વર્ણવાયેલું MB_F, 0/0.125 mm અંશ પર નક્કી થાય છે. 0/2 mmના પરિણામને "MB_F" કહેવું એ વર્ગીકરણની ભૂલ છે, આંકડાને પૂર્ણાંકિત કરવાની પસંદગી નહીં.

આ પ્રક્રિયામાં પરીક્ષણનો ભાગ લગભગ 500 mL પાણીમાં નિલંબિત કરવામાં આવે છે અને હલાવતા રહીને 10 g/L દ્રાવણમાંથી રંગદ્રવ્ય ઉમેરવામાં આવે છે. દરેક ઉમેરણ પછી સંચાલક નિર્દિષ્ટ ફિલ્ટર પેપર પર નિલંબનનું એક ટીપું મૂકે છે. અંતબિંદુ પરંપરાગત સ્પોટ પરીક્ષણથી નક્કી થાય છે: મુક્ત રંગદ્રવ્ય મધ્યના ડાઘની આસપાસ લગભગ 1 mm પહોળા આછા વાદળી વલય તરીકે દેખાય છે, જે પાંચ મિનિટ સુધી ટકી રહે છે. પરિણામ પરીક્ષણ કરાયેલા સૂકા અંશના પ્રતિ કિલોગ્રામ દીઠ મિથિલીન બ્લુના ગ્રામમાં નોંધવામાં આવે છે. તેથી MBના એકમો 0/2 mm પદાર્થના g/kg છે, અને MB_Fના એકમો 0/0.125 mm પદાર્થના g/kg છે. એક જ રેતી MB તરીકે સ્વીકાર્ય અને MB_F તરીકે અસ્વીકાર્ય ઠરી શકે છે; આ જ કારણે સ્પષ્ટીકરણમાં કયું મૂલ્ય અભિપ્રેત છે તે જણાવવું જરૂરી છે.

અમેરિકન એગ્રીગેટ પદ્ધતિઓ જુદા સિદ્ધાંતો વાપરે છે

યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં બે પદ્ધતિઓ જુદાં ઉપકરણો વડે સમાન પ્રકારનું મૂલ્યાંકન કરે છે. ASTM દ્વારા સક્રિય તરીકે સૂચિબદ્ધ ASTM C1777-20, ફિલ્ટર-પેપર સ્પોટ પરીક્ષણને બદલે 610 nm પર કલરિમીટરનું વાંચન લઈને 4.75 mm (No. 4) ચાળણીમાંથી પસાર થતા પદાર્થનું મિથિલીન બ્લુ મૂલ્ય નક્કી કરે છે. AASHTO સ્ટોર દ્વારા ઉપલબ્ધ AASHTO T 330, દૃશ્ય સ્પોટ-પરીક્ષણના અંતબિંદુને જાળવી રાખે છે અને 75 µmમાંથી પસાર થતા અંશનું પરીક્ષણ કરે છે. બંને એકમ દ્રવ્યમાન દીઠ રંગદ્રવ્યનું ગ્રહણ દર્શાવે છે, જે પરિમાણની દૃષ્ટિએ ગ્રામ પ્રતિ કિલોગ્રામ સમકક્ષ છે; પરંતુ ASTM સ્પષ્ટ ચેતવણી આપે છે કે C1777, AASHTO T 330 અને EN 933-9નાં પરિણામોમાં નોંધપાત્ર તફાવત હોઈ શકે છે. પરીક્ષણ કરાતા ભાગો જુદી રીતે વ્યાખ્યાયિત થાય છે, ચીકણી માટી જુદા પ્રમાણમાં કેન્દ્રિત હોય છે, અને કલરિમીટરનું વાંચન લેવું એ કાગળ પરના વલયનું મૂલ્યાંકન કરવા જેવી જ ક્રિયા નથી.

તેથી રેતીના ખરીદદાર માટે એગ્રીગેટના મિથિલીન બ્લુ પરીક્ષણનો વ્યવહારુ અર્થ શરતી છે: આંકડો નિર્દિષ્ટ પ્રક્રિયા હેઠળ નિર્દિષ્ટ અંશમાં હાનિકારક સક્રિય ચીકણી માટીની તપાસ કરે છે. કોઈ પ્રયોગશાળા જુદા અંશનું પરીક્ષણ કરે અથવા જુદા સિદ્ધાંતથી અંતબિંદુ નક્કી કરે, તો રંગદ્રવ્યની બોટલ એકસરખી હોવા છતાં તે જુદું પરીક્ષણ કરે છે.

મૃદા પરીક્ષણ: ફ્રેન્ચ VBS માટીકામ માટે છે, કોંક્રીટ માટે નહીં

મૃદા માટે આ સમૂહમાં એક અલગ પદ્ધતિ છે. valeur de bleu de sol, જેનું સંક્ષિપ્ત નામ VBS છે, માટીકામ અને માર્ગ બાંધકામમાં વર્ગીકરણ માટે મૃદા દ્વારા મિથિલીન બ્લુનું ગ્રહણ માપે છે. ઐતિહાસિક પ્રક્રિયા ફ્રેન્ચ ધોરણ NF P94-068 છે, જે AFNOR સૂચિમાં નોંધાયેલું છે. 1998નું આ ધોરણ પાછું ખેંચી લેવામાં આવ્યું છે અને તેના સ્થાને NF EN 17542-3:2022 આવ્યું છે, તેથી હાલની આવૃત્તિ તપાસ્યા વિના NF P94-068નો સંદર્ભ આપતી પ્રક્રિયા બદલાઈ ગયેલા દસ્તાવેજ પર આધારિત છે.

VBS સ્પોટ પરીક્ષણ એગ્રીગેટના સ્પોટ પરીક્ષણ જેવું છે: મૃદા અને પાણીના નિલંબનમાં ક્રમશઃ રંગદ્રવ્ય ઉમેરવામાં આવે છે અને ફિલ્ટર પેપર પર ટીપાં મૂકવામાં આવે છે, જ્યાં સુધી કિનારી પર ટકી રહેતું વલય દેખાય નહીં. પરંતુ માપ્ય રાશિ જુદી છે. પ્રયોગશાળા 0/5 mm ભાગનું પરીક્ષણ કરે છે, અને VBS પરંપરાગત રીતે સૂકી મૃદાના 100 g દીઠ વાદળી રંગદ્રવ્યના ગ્રામમાં દર્શાવવામાં આવે છે, જેનો આધાર 0/50 mm પદાર્થ હોય છે. VBSને દસ વડે ગુણાકાર કે ભાગાકાર કરીને EN 933-9 MB મૂલ્યમાં ફેરવશો નહીં. દસનો ગુણક એકમોનું રૂપાંતર કરે છે; તે અંશ, તૈયારી કે સામાન્યીકરણનું રૂપાંતર કરતો નથી. મૃદાનું VBS અને એગ્રીગેટનું MB જુદા ઇજનેરી પ્રશ્નોના જવાબ આપે છે, અને દરેક મર્યાદા તેની પોતાની પદ્ધતિને લાગુ પડે છે.

બેન્ટોનાઇટ અને ડ્રિલિંગ મડ: સક્રિયતા અને ક્ષમતા, સ્વચ્છતા નહીં

આ સમૂહની ત્રીજી શાખાને એગ્રીગેટ સ્વીકારવા કે નકારવા સાથે કોઈ સંબંધ નથી. ડ્રિલિંગ પ્રવાહીમાં, ડ્રિલિંગ મડ માટેનું મિથિલીન બ્લુ પરીક્ષણ મડમાં પહેલેથી રહેલી પ્રતિક્રિયાશીલ ચીકણી માટીનું પ્રમાણ માપે છે—તેમાં વાણિજ્યિક બેન્ટોનાઇટ અને ડ્રિલિંગથી નીકળેલા પ્રતિક્રિયાશીલ ઘન પદાર્થો બંને સામેલ છે—અને કુલ ધનાયન-વિનિમય ક્ષમતાનો અંદાજ આપે છે. હાલની પ્રક્રિયા API RP 13B-1, પાણી આધારિત ડ્રિલિંગ પ્રવાહીઓનું પરીક્ષણ, માં સમાવિષ્ટ છે, જેની છઠ્ઠી આવૃત્તિ જાન્યુઆરી 2026ની છે; અમલમાં રહેલી આવૃત્તિ માટે API ધોરણોની સૂચિ અધિકૃત સ્ત્રોત છે. દખલ કરતા કાર્બનિક પદાર્થોને દૂર કરવા મડના નમૂનાને અમ્લીય બનાવવામાં આવે છે અને હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડથી પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે, ત્યારબાદ ફિલ્ટર-પેપર પર વલય દેખાવાના અંતબિંદુ સુધી રંગદ્રવ્યથી તેનું અનુમાપન કરવામાં આવે છે. પરિણામ, એટલે કે મિથિલીન બ્લુ ક્ષમતા, ડ્રિલિંગ પ્રવાહીના એકમ આયતન દીઠ નોંધવામાં આવે છે અને બેન્ટોનાઇટની વિનિમય ક્ષમતા વિશે જણાવેલી ધારણાઓ હેઠળ તેને બેન્ટોનાઇટ સમકક્ષમાં ફેરવી શકાય છે.

સૂકા બેન્ટોનાઇટનું લક્ષણન ફરી એક જુદી રીતે થાય છે. API RP 13I પ્રયોગશાળાના પરીક્ષણોને આવરી લે છે, જેમાં વિખેરાયેલા બેન્ટોનાઇટ પરની મિથિલીન બ્લુ પ્રક્રિયા સામેલ છે; તે વિનિમય ક્ષમતાનો અંદાજ પ્રતિ 100 g દીઠ મિલિસમતુલ્યમાં નોંધે છે. ASTM C837, ચીકણી માટીના મિથિલીન બ્લુ સૂચકાંક માટેની પ્રમાણભૂત પરીક્ષણ પદ્ધતિ, જેનું હાલનું સંશોધિત સ્વરૂપ C837-09(2024) છે અને જે હજી સક્રિય છે, ચીકણી માટી દ્વારા રંગદ્રવ્યનું અધિશોષણ માપે છે અને સૂચકાંકને ધનાયન-વિનિમય ક્ષમતા તથા ચીકણી માટીના અન્ય ગુણધર્મો સાથે સંબંધિત ગણાવે છે. આ ચીકણી માટીની સક્રિયતાના માપનો છે. બેન્ટોનાઇટના સૂચકાંક પર એગ્રીગેટની સ્વચ્છતાની મર્યાદા લાગુ કરવી, અથવા ડ્રિલિંગ મડ પર બેન્ટોનાઇટની ક્ષમતા લાગુ કરવી, એ નવા પદાર્થો સાથે મૂળ ભૂલનું પુનરાવર્તન છે.

પદ્ધતિઓની સરખામણી

નીચેનું કોષ્ટક આ લેખ માટેનું સંદર્ભ સાધન છે. બે આંકડાઓની સરખામણી કરતાં પહેલાં ખાતરી કરો કે તેમની પંક્તિઓ મેળ ખાય છે.

આ કોષ્ટકના આધારે કોઈ પ્રક્રિયા પ્રકાશિત કરતાં પહેલાં દરેક ધોરણની આવૃત્તિ તપાસો. ધોરણોમાં સુધારા થતા રહે છે, અને આ કોષ્ટક સંશોધન દરમિયાન ચકાસેલી આવૃત્તિઓ નોંધે છે, કાયમી સંદર્ભસૂચિ નહીં. મેમ્બ્રેન અને પોલિમરના પ્રયોગો સહિત, પદાર્થોના પરીક્ષણમાં રંગદ્રવ્યના સંબંધિત ઉપયોગો મિથિલીન બ્લુ વડે પદાર્થોનું પરીક્ષણ અંગેની પૂરક માર્ગદર્શિકામાં આવરી લેવામાં આવ્યા છે.

એક પદ્ધતિની મર્યાદા બીજી પદ્ધતિને કેમ ક્યારેય લાગુ પડતી નથી

નકારવામાં આવેલી રેતીના ઉદાહરણ પર પાછા આવીએ. માનો કે સ્પષ્ટીકરણની મર્યાદા 0/2 mm પરના EN 933-9 MB માટે લખવામાં આવી હતી, જ્યારે સપ્લાયરની પ્રયોગશાળાએ 0/0.125 mm પરનું MB_F અથવા ASTM C1777 હેઠળનું કલરિમીટર આધારિત મૂલ્ય નોંધ્યું હતું. વધુ સૂક્ષ્મ અંશમાં ચીકણી માટી વધુ કેન્દ્રિત હોય છે, તેથી તેની રચનાને કારણે જ તેનું મૂલ્ય ઊંચું આવે છે; કલરિમીટર વલય કરતાં જુદો ભૌતિક સંકેત વાંચે છે. આ બેમાંથી કોઈ એક અસંગતતા પણ સ્વીકાર્ય પરિણામને અસ્વીકાર્ય બનાવી શકે છે. વિવાદ એ નથી કે અનુમાપન કોણે વધુ સારી રીતે કર્યું. મુદ્દો એ છે કે બે જુદી માપ્ય રાશિઓ એક જ રંગદ્રવ્યનું નામ ધરાવે છે.

તેથી નિયમ કડક છે. સ્પષ્ટીકરણની મર્યાદા માત્ર તે પદ્ધતિ, અંશ અને પરિણામ નોંધવાના આધાર માટે જ માન્ય છે, જેના દ્વારા તે નક્કી થઈ હતી. બદલાની પદ્ધતિ હેઠળ મર્યાદા સ્થાપિત કરવા માટે બંને પદ્ધતિઓ વડે પરીક્ષણ કરાયેલા પ્રતિનિધિ પદાર્થો પર આધારિત પ્રાયોગિક સહસંબંધ જરૂરી છે, માત્ર એકમોનું રૂપાંતર નહીં. અને સક્રિય ચીકણી માટી માટેનું મિથિલીન બ્લુ પરીક્ષણ તેના જથ્થા ઉપરાંત સ્વરૂપને પણ પ્રતિસાદ આપે છે, તેથી એક ભૂસ્તરીય સ્ત્રોત માટેનો સારો સહસંબંધ પણ બીજા સ્ત્રોતને લાગુ ન પડી શકે.

પરીક્ષણ પહેલાંની ટૂંકી ચકાસણી યાદી

કોઈ પણ દ્રાવણ તૈયાર કરતાં પહેલાં પદાર્થ, આવૃત્તિના વર્ષ સહિતનું ધોરણ, પરીક્ષણ કરાતો અંશ, અંતબિંદુનો નિયમ અને પરિણામ નોંધવાનો આધાર લખી લો. ધોરણ બહાર પાડતી સંસ્થા પાસે ખાતરી કરો કે સંદર્ભિત આવૃત્તિ હાલની છે. ત્યારબાદ તે પદ્ધતિને અનુરૂપ રંગદ્રવ્યની સાંદ્રતા, અંશાંકન અને નિયંત્રણ નમૂનાઓ તૈયાર કરો. આ પાંચેય વિગતો જણાવતો અહેવાલ કોઈ પણ વાચકને માપન ફરી કરવાની સગવડ આપે છે અને પદ્ધતિના વર્ણનનું કામ માત્ર રંગદ્રવ્યના નામ પર છોડી દેવાનું અટકાવે છે.