Մեթիլենային կապույտի փորձարկումը կավի, լցանյութերի և գրունտների համար

Բետոն արտադրողը մերժում է ավազի առաքումը, քանի որ դրա մեթիլենային կապույտի ցուցանիշը գերազանցում է տեխնիկական պահանջով սահմանված արժեքը։ Մատակարարը առարկում է․ իր լաբորատորիան նույն ավազի համար ավելի ցածր թիվ է չափել։ Երկու լաբորատորիաներն էլ օգտագործել են մեթիլենային կապույտ։ Երկուսն էլ արդյունքը ներկայացրել են գրամներով՝ մեկ կիլոգրամի հաշվով։ Նրանցից միայն մեկն է փորձարկել տեխնիկական պահանջում նշված ֆրակցիան, և այդ երկու թվերն ի սկզբանե համադրելի չեն եղել։

Այս ձախողման հիմքում հասկացությունների շփոթությունն է։ «Մեթիլենային կապույտի փորձարկումը» հնչում է այնպես, կարծես խոսքը մեկ սարքի և մեկ սանդղակի մասին է։ Գործնականում դա ընթացակարգերի ընտանիք է, որոնք օգտագործում են նույն ներկանյութը, բայց սահմանում են տարբեր չափելի մեծություններ՝ տարբեր նյութեր, մասնիկների չափային տարբեր ֆրակցիաներ, տարբեր վերջնակետեր և արդյունքի ներկայացման տարբեր հիմքեր։ Սխալը նույն ներկանյութի անվանումը նույն արդյունքի հետ նույնացնելն է։ Ստորև ներկայացված բաժիններն առանձնացնում են այս ընտանիքի անդամներին, որպեսզի ընթերցողը կարողանա մեթոդը համապատասխանեցնել նյութին և յուրաքանչյուր թիվ մեկնաբանել իրեն վերաբերող պայմաններով։

Ի՞նչ է իրականում բացահայտում ներկանյութը

Մեթիլենային կապույտը կատիոնային ներկանյութ է։ Մակերևութային բարձր ակտիվությամբ կավային հանքանյութերը ուժեղ ադսորբում են այն, մինչդեռ քվարցը և այլ իներտ մանր մասնիկները կլանում են շատ ավելի քիչ։ Հետևաբար, խառնվող կախույթին ներկանյութը փոքր չափաբաժիններով ավելացնելով՝ տիտրում են ակտիվ մակերևույթը․ ազատ ներկանյութը լուծույթում հայտնվում է միայն այն բանից հետո, երբ ակտիվ կենտրոնները զբաղեցված են։ Այդ պատճառով մեթիլենային կապույտով կավի փորձարկումն արձագանքում է ակտիվ կավային հանքանյութերի քանակին և բնույթին, այլ ոչ միայն մանր մասնիկների ընդհանուր պարունակությանը։

Դրանից բխում է երկու հետևանք։ Նախ՝ արդյունքը կախված է փորձարկվող բաժնում առկա մասնիկներից։ 0/2 mm ֆրակցիան փորձարկող մեթոդը և միայն ամենամանր փոշին փորձարկող մեթոդը նույն ընդհանուր նմուշի համար կտան տարբեր թվեր, քանի որ կավի խտացումը տարբեր է։ Երկրորդ՝ ներկայացված չափման միավորը իմաստ ունի միայն այդ ֆրակցիայի հետ միասին։ Թե կոնկրետ ինչի մեկ կիլոգրամին են բաժին ընկնում ներկանյութի գրամները, արդյունքի բաղկացուցիչ մասն է։ Մեթիլենային կապույտի ադսորբման չափումների մասին ուղեկից ուղեցույցն ավելի մանրամասն է ներկայացնում կլանման հիմքում ընկած վարքագիծը։

Լցանյութերի փորձարկում․ EN 933-9-ը սահմանում է երկու ցուցանիշ, ոչ թե մեկ

Եվրոպական հղումային ստանդարտը EN 933-9-ն է՝ «Լցանյութերի երկրաչափական հատկությունների փորձարկումներ, մաս 9․ մանր մասնիկների գնահատում, մեթիլենային կապույտի փորձարկում»։ Գործող հրատարակությունը EN 933-9:2022-ն է, որը փոխարինել է 2009 թվականի հրատարակությանը՝ իր 2013 թվականի փոփոխությամբ, իսկ դրա կիրառման ոլորտն ամփոփված է CEN-ի և CENELEC-ի ստանդարտների հարթակում։ Ստանդարտը սահմանում է երկու առանձին ցուցանիշ։ MB-ն որոշվում է 0/2 mm ֆրակցիայի վրա։ Նորմատիվ հավելվածում նկարագրված MB_F-ը որոշվում է 0/0.125 mm ֆրակցիայի վրա։ 0/2 mm ֆրակցիայի արդյունքը «MB_F» անվանելը դասակարգման սխալ է, ոչ թե կլորացման ընտրություն։

Ընթացակարգով փորձարկվող բաժինը կախույթի են վերածում մոտ 500 mL ջրում և խառնելիս ավելացնում ներկանյութը 10 g/L լուծույթից։ Յուրաքանչյուր ավելացումից հետո օպերատորը կախույթի մի կաթիլ է դնում սահմանված ֆիլտրաթղթի վրա։ Վերջնակետը որոշվում է դասական կաթիլային փորձով․ ազատ ներկանյութը կենտրոնական բծի շուրջ առաջացնում է մոտ 1 mm լայնությամբ բաց կապույտ եզրապսակ, որը պահպանվում է հինգ րոպե։ Արդյունքը ներկայացվում է մեթիլենային կապույտի գրամներով՝ փորձարկված չոր ֆրակցիայի մեկ կիլոգրամի հաշվով։ Այսպիսով, MB-ի միավորն է g/kg՝ 0/2 mm նյութի հաշվով, իսկ MB_F-ինը՝ g/kg՝ 0/0.125 mm նյութի հաշվով։ Նույն ավազը կարող է բավարարել MB-ի պահանջը և չբավարարել MB_F-ի պահանջը, և հենց այդ պատճառով տեխնիկական պահանջում պետք է նշված լինի, թե որ ցուցանիշն է նկատի առնված։

Լցանյութերի փորձարկման ամերիկյան մեթոդները տարբեր սկզբունքներ են կիրառում

Միացյալ Նահանգներում երկու մեթոդներ ընդգրկում են նմանատիպ խնդիրներ՝ օգտագործելով տարբեր սարքավորումներ։ ASTM-ի կողմից որպես գործող նշված ASTM C1777-20-ը որոշում է 4.75 mm (No. 4) մաղով անցնող նյութի մեթիլենային կապույտի ցուցանիշը՝ ֆիլտրաթղթի վրա կաթիլային փորձի փոխարեն օգտագործելով գունաչափի ցուցմունքը 610 nm-ում։ AASHTO-ի խանութում հասանելի AASHTO T 330-ը պահպանում է կաթիլային փորձի տեսողական վերջնակետը և փորձարկում 75 µm մաղով անցնող ֆրակցիան։ Երկուսն էլ ներկայացնում են ներկանյութի կլանումը զանգվածի միավորի հաշվով, որը չափողականությամբ համարժեք է գրամներին՝ մեկ կիլոգրամի հաշվով, սակայն ASTM-ը հստակ զգուշացնում է, որ C1777-ի, AASHTO T 330-ի և EN 933-9-ի արդյունքները կարող են զգալիորեն տարբերվել։ Փորձարկվող բաժինները սահմանվում են տարբեր կերպ, կավը խտացված է տարբեր աստիճաններով, իսկ գունաչափական ցուցմունք ստանալը նույն գործողությունը չէ, ինչ թղթի վրա եզրապսակը գնահատելը։

Ուստի ավազ գնորդի համար լցանյութի մեթիլենային կապույտի փորձարկման գործնական մեկնաբանությունը պայմանական է․ թիվը ցույց է տալիս վնասակար ակտիվ կավի առկայությունը սահմանված ֆրակցիայում՝ սահմանված ընթացակարգով։ Այլ ֆրակցիա փորձարկող կամ վերջնակետը այլ սկզբունքով որոշող լաբորատորիան կատարում է այլ փորձարկում, նույնիսկ եթե ներկանյութի շիշը նույնն է։

Գրունտների փորձարկում․ ֆրանսիական VBS-ը վերաբերում է հողային աշխատանքներին, ոչ թե բետոնին

Գրունտների համար այս ընտանիքն ունի իր առանձին անդամը։ Գրունտի կապույտի ցուցանիշը՝ կրճատ VBS, չափում է գրունտի կողմից մեթիլենային կապույտի կլանումը՝ հողային աշխատանքներում և ճանապարհաշինության մեջ դասակարգման նպատակով։ Պատմական ընթացակարգը ֆրանսիական NF P94-068 ստանդարտն է, որը նշված է AFNOR-ի կատալոգում։ 1998 թվականի այդ ստանդարտը հանվել է գործածությունից և փոխարինվել NF EN 17542-3:2022-ով, ուստի առանց գործող հրատարակությունը ստուգելու NF P94-068-ին հղում անող ընթացակարգը հիմնվում է փոխարինված փաստաթղթի վրա։

VBS-ի կաթիլային փորձը նման է լցանյութերի կաթիլային փորձին․ գրունտի և ջրի կախույթին հաջորդաբար ավելացվում է ներկանյութ, իսկ կաթիլները դրվում են ֆիլտրաթղթի վրա, մինչև հայտնվի պահպանվող եզրային կապույտ պսակը։ Բայց չափվող մեծությունը տարբեր է։ Լաբորատորիան փորձարկում է 0/5 mm բաժինը, իսկ VBS-ը պայմանականորեն արտահայտվում է կապույտի գրամներով՝ 100 g չոր գրունտի հաշվով, վերահաշվարկված 0/50 mm նյութի համար։ Մի՛ փոխակերպեք VBS-ը EN 933-9-ի MB ցուցանիշի՝ տասով բազմապատկելով կամ բաժանելով։ Տասի գործակիցը փոխակերպում է միավորները, բայց չի փոխակերպում ֆրակցիան, պատրաստման եղանակը կամ նորմավորումը։ Գրունտի VBS-ը և լցանյութի MB-ն պատասխանում են տարբեր ինժեներական հարցերի, և յուրաքանչյուր սահմանային արժեք պատկանում է իր մեթոդին։

Բենտոնիտ և հորատման լուծույթ․ ակտիվություն և տարողություն, ոչ թե մաքրություն

Այս ընտանիքի երրորդ ճյուղը կապ չունի լցանյութի ընդունման կամ մերժման հետ։ Հորատման հեղուկներում մեթիլենային կապույտով հորատման լուծույթի փորձարկումը չափում է, թե լուծույթն արդեն որքան ռեակտիվ կավ է պարունակում՝ թե՛ արդյունաբերական բենտոնիտ, թե՛ հորատմամբ ստացված ռեակտիվ պինդ մասնիկներ, և գնահատում է ընդհանուր կատիոնափոխանակային տարողությունը։ Գործող ընթացակարգը ներկայացված է API RP 13B-1-ում՝ «Ջրային հիմքով հորատման հեղուկների փորձարկում», որի վեցերորդ հրատարակությունը թվագրված է 2026 թվականի հունվարով․ գործող հրատարակության վերաբերյալ հեղինակավոր աղբյուրը API-ի ստանդարտների կատալոգն է։ Լուծույթի նմուշը թթվեցվում է և մշակվում ջրածնի պերօքսիդով՝ խանգարող օրգանական նյութերը հեռացնելու համար, ապա տիտրվում է ներկանյութով մինչև ֆիլտրաթղթի վրա եզրապսակի առաջացման վերջնակետը։ Արդյունքը՝ մեթիլենային կապույտի տարողությունը, ներկայացվում է հորատման հեղուկի ծավալի հաշվով և կարող է փոխարկվել բենտոնիտի համարժեքի՝ բենտոնիտի փոխանակային տարողության մասին հստակ նշված ենթադրությունների հիման վրա։

Չոր բենտոնիտն ինքնին բնութագրվում է մեկ այլ եղանակով։ API RP 13I-ն ընդգրկում է լաբորատոր փորձարկումներ, այդ թվում՝ մեթիլենային կապույտով ընթացակարգ դիսպերսված բենտոնիտի վրա, որը ներկայացնում է փոխանակային տարողության գնահատականը միլիէկվիվալենտներով՝ 100 g-ի հաշվով։ ASTM C837-ը՝ «Կավի մեթիլենային կապույտի ինդեքսի որոշման ստանդարտ փորձարկման մեթոդը», որի գործող վերանայումը C837-09(2024)-ն է և որը շարունակում է գործել, չափում է հենց կավի կողմից ներկանյութի ադսորբումը և ինդեքսը նկարագրում որպես կատիոնափոխանակային տարողության ու կավի այլ հատկությունների հետ կապված ցուցանիշ։ Սրանք կավի ակտիվության չափումներ են։ Բենտոնիտի ինդեքսի նկատմամբ լցանյութի մաքրության սահմանային արժեք կիրառելը կամ հորատման լուծույթի նկատմամբ բենտոնիտի տարողություն կիրառելը կրկնում է սկզբնական սխալը՝ նոր նյութերով։

Մեթոդների համեմատություն

Հետևյալ աղյուսակը այս հոդվածի տեղեկատու նյութն է։ Նախքան երկու թիվ համեմատելը՝ համոզվեք, որ դրանց համապատասխան տողերը համընկնում են։

Այս աղյուսակից որևէ ընթացակարգ հրապարակելուց առաջ ստուգեք յուրաքանչյուր ստանդարտի հրատարակությունը։ Ստանդարտները վերանայվում են, և աղյուսակը ներկայացնում է ուսումնասիրության ընթացքում ստուգված հրատարակությունները, ոչ թե անփոփոխ մատենագիտական ցանկ։ Նյութերի փորձարկման մեջ ներկանյութի հարակից կիրառությունները, ներառյալ թաղանթների և պոլիմերների փորձերը, ներկայացված են մեթիլենային կապույտով նյութերի փորձարկման մասին ուղեկից ուղեցույցում։

Ինչու մի մեթոդի սահմանային արժեքը երբեք չի փոխանցվում մյուսին

Վերադառնանք մերժված ավազին։ Ենթադրենք՝ տեխնիկական պահանջի սահմանային արժեքը սահմանված էր EN 933-9-ի MB-ի համար՝ 0/2 mm ֆրակցիայի վրա, մինչդեռ մատակարարի լաբորատորիան ներկայացրել էր MB_F՝ 0/0.125 mm ֆրակցիայի վրա, կամ գունաչափական ցուցանիշ՝ ASTM C1777-ի համաձայն։ Ավելի մանր ֆրակցիայում կավը խտանում է, ուստի դրա թիվն ավելի բարձր է հենց այդ առանձնահատկության պատճառով․ գունաչափն էլ չափում է եզրապսակից տարբեր ֆիզիկական ազդանշան։ Այս անհամապատասխանություններից յուրաքանչյուրն առանձին կարող է պահանջը բավարարող արդյունքը դարձնել չբավարարող։ Վեճը այն մասին չէ, թե ով է ավելի լավ կատարել տիտրումը։ Այն վերաբերում է երկու տարբեր չափելի մեծությունների, որոնք կրում են նույն ներկանյութի անվանումը։

Ուստի կանոնը խիստ է։ Տեխնիկական պահանջի սահմանային արժեքը վավեր է միայն այն մեթոդի, ֆրակցիայի և արդյունքի ներկայացման հիմքի համար, որոնցով այն ստացվել է։ Փոխարինող մեթոդով սահմանային արժեք սահմանելու համար անհրաժեշտ է փորձարարական հարաբերակցություն՝ հիմնված երկու մեթոդներով փորձարկված ներկայացուցչական նյութերի վրա, ոչ թե միավորների փոխարկում։ Եվ քանի որ ակտիվ կավի մեթիլենային կապույտի փորձարկումն արձագանքում է թե՛ կավի բնույթին, թե՛ քանակին, նույնիսկ մեկ երկրաբանական աղբյուրի համար լավ հարաբերակցությունը կարող է կիրառելի չլինել մեկ այլ աղբյուրի համար։

Կարճ ստուգացանկ՝ փորձարկումից առաջ

Նախքան որևէ լուծույթ պատրաստելը՝ գրանցեք նյութը, ստանդարտը՝ իր հրատարակության տարով, փորձարկվող ֆրակցիան, վերջնակետի որոշման կանոնը և արդյունքի ներկայացման հիմքը։ Ստանդարտը հրապարակող կազմակերպության մոտ հաստատեք, որ հղում արված հրատարակությունը գործող է։ Այնուհետև պատրաստեք տվյալ մեթոդին համապատասխան ներկանյութի կոնցենտրացիան, տրամաչափարկումը և վերահսկիչ նմուշները։ Բոլոր հինգ կետերը նշող հաշվետվությունը ցանկացած ընթերցողի հնարավորություն է տալիս վերարտադրել չափումը և թույլ չի տալիս, որ ներկանյութի անվանումը փոխարինի մեթոդի նկարագրությանը։