Шаврын метилен хөхийн сорил: дүүргэгч, хөрс, бентонит

Бетон үйлдвэрлэгч нийлүүлсэн элсний метилен хөхийн утга нь техникийн шаардлагаас хэтэрсэн тул элсийг хүлээн авахаас татгалзжээ. Нийлүүлэгч үүнийг эсэргүүцэв: тэдний лаборатори яг тэр элсэнд бага утга хэмжсэн байлаа. Хоёр лаборатори хоёулаа метилен хөх хэрэглэсэн. Хоёулаа үр дүнгээ граммыг килограммд харьцуулсан нэгжээр тайлагнасан. Гэхдээ зөвхөн нэг нь техникийн шаардлагад заасан фракцыг сорьсон бөгөөд тэр хоёр тоог анхнаасаа харьцуулах боломжгүй байжээ.

Энэ алдаа ойлголтын зөрүүнээс үүдэлтэй. «Метилен хөхийн сорил» гэхээр нэг хэмжүүртэй, нэг багаж ашигладаг мэт сонсогдоно. Бодит байдалд энэ нь ижил будаг хэрэглэдэг ч хэмжигдэхүүнээ өөр өөрөөр тодорхойлдог бүлэг аргачлал юм: материал, ширхэглэлийн фракц, төгсгөлийн цэг, үр дүнг илэрхийлэх суурь нь ялгаатай. Будгийн нэр ижил байгааг үр дүн нь ижил гэсэн утгаар ойлгох нь алдаа юм. Доорх хэсгүүдэд энэ бүлгийн аргуудыг тус тусад нь авч үзэх тул уншигч аргаа материалдаа тохируулж, тоон үр дүн бүрийг өөрийнх нь нөхцөлөөр тайлбарлах боломжтой.

Будаг үнэндээ юуг хэмждэг вэ?

Метилен хөх нь катион будаг юм. Гадаргуугийн идэвх өндөртэй шаврын эрдсүүд үүнийг хүчтэй адсорбцолдог бол кварц болон бусад идэвхгүй нарийн ширхэгт хэсгүүд хавьгүй бага шингээдэг. Иймээс хутгаж буй суспензэд будгийг бага багаар нэмэх нь идэвхтэй гадаргууг титрлэж байгаа хэрэг: идэвхтэй байрлалууд бүрэн эзлэгдсэний дараа л уусмалд чөлөөт будаг илэрнэ. Тиймээс шаврын метилен хөхийн сорил нь зөвхөн нийт нарийн ширхэгт хэсгийн агууламжийг бус, идэвхтэй шаврын эрдсийн хэмжээ болон шинж чанарыг илэрхийлдэг.

Үүнээс хоёр дүгнэлт гарна. Нэгдүгээрт, үр дүн нь сорилд авсан хэсэгт ямар ширхэгүүд байгаагаас хамаарна. 0/2 mm фракцыг сорьдог арга болон зөвхөн хамгийн нарийн тоосыг сорьдог арга нь нэг нийт дээжээс өөр өөр утга гаргана. Учир нь тэдгээрт шаврын эзлэх хувь өөр байдаг. Хоёрдугаарт, тайлагнасан нэгж нь тухайн фракцтайгаа хамт байж л утгатай болно. Яг юунаас авсан нэг килограммд хэдэн грамм будаг ногдож байгаа нь үр дүнгийн нэг хэсэг юм. Метилен хөхийн адсорбцын хэмжилтийн дагалдах гарын авлагад шингээлтийн үндсэн шинжийг илүү дэлгэрэнгүй авч үзсэн.

Дүүргэгчийн сорил: EN 933-9 нь нэг бус, хоёр утгыг тодорхойлдог

Европын лавлах стандарт нь EN 933-9, Дүүргэгчийн геометрийн шинж чанарын сорилууд, 9-р хэсэг: Нарийн ширхэгт хэсгийн үнэлгээ, Метилен хөхийн сорил юм. Одоогийн хэвлэл нь EN 933-9:2022 бөгөөд 2013 оны нэмэлт өөрчлөлттэй 2009 оны хэвлэлийг орлосон. Хамрах хүрээний хураангуйг CEN болон CENELEC-ийн стандартын порталаас үзэж болно. Уг стандарт хоёр ялгаатай утгыг тодорхойлдог. MB-ийг 0/2 mm фракцад тодорхойлно. Норматив хавсралтад тайлбарласан MB_F-ийг 0/0.125 mm фракцад тодорхойлно. 0/2 mm фракцын үр дүнг «MB_F» гэж нэрлэх нь тоог тоймлох сонголт бус, ангиллын алдаа юм.

Аргачлалын дагуу сорилд авсан хэсгийг ойролцоогоор 500 mL усанд суспенз болгож, хутгах явцад 10 g/L уусмалаас будаг нэмнэ. Нэмэлт бүрийн дараа шинжээч суспензийн нэг дуслыг заасан шүүлтүүрийн цаасан дээр тавина. Төгсгөлийн цэгийг сонгодог толбоны сорилоор тогтооно: чөлөөт будаг нь төвийн толбоны эргэн тойронд ойролцоогоор 1 mm өргөнтэй цайвар хөх хүрээ үүсгэж, тэр хүрээ таван минутын турш хадгалагдана. Үр дүнг сорьсон хуурай фракцын нэг килограммд ногдох метилен хөхийн граммаар тайлагнана. Иймээс MB-ийн нэгж нь 0/2 mm материалын g/kg, харин MB_F-ийнх нь 0/0.125 mm материалын g/kg байна. Нэг элс MB үзүүлэлтээр шаардлага хангаж, MB_F үзүүлэлтээр хангахгүй байж болно. Тиймээс техникийн шаардлагад аль утгыг хэлж байгааг заавал нэрлэх ёстой.

Америкийн дүүргэгчийн аргууд өөр зарчим ашигладаг

АНУ-д ойролцоо зорилготой боловч өөр өөр багаж ашигладаг хоёр арга бий. ASTM-аас хүчинтэй гэж бүртгэсэн ASTM C1777-20 нь 4.75 mm (No. 4) шигшүүрээр нэвтэрсэн материалын метилен хөхийн утгыг шүүлтүүрийн цаасан дээрх толбоны сорилоор бус, 610 nm дахь колориметрийн заалтаар тодорхойлдог. AASHTO дэлгүүрээс авах боломжтой AASHTO T 330 нь төгсгөлийн цэгийг нүдээр ажиглах толбоны сорилыг хэвээр ашиглаж, 75 µm-ээс нэвтэрсэн фракцыг сорьдог. Хоёр арга хоёулаа нэгж массад ногдох будгийн шингээлтийг тайлагнадаг бөгөөд хэмжээсийн хувьд граммыг килограммд харьцуулсантай адил. Гэхдээ C1777, AASHTO T 330 болон EN 933-9-ийн үр дүн ихээхэн ялгаатай байж болохыг ASTM тодорхой анхааруулдаг. Сорьсон хэсгүүдийг өөрөөр тодорхойлдог, шаврын эзлэх хувь нь өөр, мөн колориметрийн заалт авах нь цаасан дээрх хүрээг үнэлэхтэй ижил үйлдэл биш юм.

Иймээс элс худалдан авагчийн хувьд дүүргэгчийн метилен хөхийн сорилын үр дүнг тодорхой нөхцөлтэйгөөр тайлбарлах ёстой: уг тоо нь заасан аргачлалаар, заасан фракц дахь хортой идэвхтэй шаврыг илрүүлэн үнэлдэг. Өөр фракц сорьж байгаа, эсвэл төгсгөлийн цэгийг өөр зарчмаар тогтоож байгаа лаборатори будгийн сав нь ижил байсан ч өөр сорил хийж байна гэсэн үг.

Хөрсний сорил: Францын VBS нь бетонд бус, газар шорооны ажилд хамаарна

Хөрсөнд энэ бүлгийн өөрийн гэсэн арга бий. VBS гэж товчилдог хөрсний хөхийн утга буюу valeur de bleu de sol нь газар шорооны ажил болон замын барилгын ангилалд ашиглах зорилгоор хөрсний метилен хөх шингээлтийг хэмждэг. Өмнөх аргачлал нь AFNOR-ийн каталогт бүртгэлтэй Францын NF P94-068 стандарт юм. 1998 оны уг стандартыг хүчингүй болгож, NF EN 17542-3:2022-оор орлуулсан. Тиймээс одоогийн хэвлэлийг шалгалгүй NF P94-068-ыг ишилсэн аргачлал нь орлуулсан хуучин баримт бичигт тулгуурлаж байна.

VBS-ийн толбоны сорил нь дүүргэгчийн толбоны сорилтой төстэй: хөрс, усны суспензэд будгийг дараалан нэмж, захын тогтвортой хүрээ үүсэх хүртэл шүүлтүүрийн цаасан дээр дусал тавина. Гэхдээ хэмжигдэхүүн нь өөр. Лаборатори 0/5 mm хэсгийг сорьдог бөгөөд VBS-ийг уламжлалт байдлаар 0/50 mm материалд шилжүүлэн тооцож, хуурай хөрсний 100 g тутамд ногдох хөх будгийн граммаар илэрхийлдэг. VBS-ийг арав дахин үржүүлэх эсвэл хуваах замаар EN 933-9-ийн MB утга болгон хувиргаж болохгүй. Арав гэсэн коэффициент нь нэгжийг хувиргана; фракц, бэлтгэл, эсвэл үр дүнг суурьт шилжүүлэн тооцох аргыг хувиргахгүй. Хөрсний VBS болон дүүргэгчийн MB нь инженерийн өөр өөр асуултад хариулдаг бөгөөд хязгаар утга бүр өөрийн аргад хамаарна.

Бентонит ба өрөмдлөгийн шаварлаг шингэн: цэвэршилт бус, идэвх ба багтаамж

Энэ бүлгийн гурав дахь салбар нь дүүргэгчийг хүлээн авах эсвэл татгалзахтай огт холбоогүй. Өрөмдлөгийн шаварлаг шингэний метилен хөхийн сорил нь шингэнд аль хэдийн агуулагдаж буй урвалд идэвхтэй шаврын хэмжээг, үүнд худалдааны бентонит болон өрөмдлөгөөс үүссэн урвалд идэвхтэй хатуу хэсгүүдийг хэмжиж, нийт катион солилцооны багтаамжийг үнэлдэг. Одоогийн аргачлал нь усан суурьтай өрөмдлөгийн шингэний сорилын API RP 13B-1 баримт бичигт багтсан бөгөөд зургаа дахь хэвлэл нь 2026 оны нэгдүгээр сарын огноотой. Хүчин төгөлдөр хэвлэлийг тогтоох албан ёсны эх сурвалж нь API-ийн стандартын каталог юм. Шаварлаг шингэний дээжийг хүчиллэг болгож, хэмжилтэд саад учруулах органик бодисыг зайлуулахын тулд устөрөгчийн хэт ислээр боловсруулна. Дараа нь шүүлтүүрийн цаасан дээр хүрээ үүсэх төгсгөлийн цэг хүртэл будгаар титрлэнэ. Метилен хөхийн багтаамж гэж нэрлэдэг үр дүнг өрөмдлөгийн шингэний нэгж эзлэхүүнд ногдох хэмжээгээр тайлагнадаг бөгөөд бентонитын солилцооны багтаамжийн талаар тодорхой таамаглал хийсэн нөхцөлд бентонитын эквивалент болгон хувиргаж болно.

Хуурай бентонитыг өөрийг нь мөн өөр аргаар тодорхойлдог. API RP 13I нь лабораторийн сорилуудыг хамардаг бөгөөд дисперслэсэн бентонитод хийх метилен хөхийн аргачлалаар солилцооны багтаамжийн үнэлгээг 100 g тутамд ногдох миллиэквивалентаар тайлагнана. Шаврын метилен хөхийн индексийг тодорхойлох стандарт сорилын арга болох ASTM C837-ийн одоогийн шинэчилсэн хувилбар нь C837-09(2024) бөгөөд хүчинтэй хэвээр байна. Энэ арга шаврын өөрийнх нь будгийн адсорбцыг хэмждэг ба уг индексийг катион солилцооны багтаамж болон шаврын бусад шинж чанартай холбоотой гэж тайлбарладаг. Эдгээр нь шаврын идэвхийн хэмжилтүүд юм. Дүүргэгчийн цэвэршилтийн хязгаар утгыг бентонитын индекст, эсвэл бентонитын багтаамжийг өрөмдлөгийн шаварлаг шингэнд хэрэглэх нь анхны алдааг шинэ материал дээр давтаж байгаа хэрэг.

Аргуудын харьцуулалт

Доорх хүснэгт нь энэ нийтлэлийн лавлах материал юм. Хоёр тоог харьцуулахаасаа өмнө холбогдох мөрүүдийн нөхцөл ижил эсэхийг баталгаажуулаарай.

Арга (бичих үеийн хүчинтэй хэвлэл)	Материал ба сорьсон фракц	Төгсгөлийн цэг	Үр дүнгийн нэгж ба тайлагнах суурь
EN 933-9:2022, MB	Дүүргэгч, 0/2 mm фракц	Толбоны сорил, 5 min хадгалагдах хүрээ	Хуурай 0/2 mm материалын g/kg
EN 933-9:2022, MB_F (хавсралт)	Дүүргэгч, 0/0.125 mm фракц	Толбоны сорил, 5 min хадгалагдах хүрээ	Хуурай 0/0.125 mm материалын g/kg
ASTM C1777-20	4.75 mm (No. 4)-ээр нэвтэрсэн нарийн дүүргэгч эсвэл эрдэс нунтаг дүүргэгч	610 nm дахь колориметр	Сорьсон хэсгийн mg/g, тоон утгаараа g/kg-тай тэнцүү
AASHTO T 330	75 µm-ээр нэвтэрсэн нарийн дүүргэгчийн фракц	Толбоны сорил	Сорьсон хэсгийн нэгж массад ногдох будгийн масс
NF EN 17542-3:2022, VBS (NF P94-068:1998-ыг орлосон)	Хөрс, 0/5 mm хэсгийг сорьж, 0/50 mm-д шилжүүлэн тайлагнана	Толбоны сорил	Хуурай хөрсний 100 g тутамд ногдох хөх будгийн g
API RP 13B-1 (6-р хэвлэл, 2026), MBC	Дээж авсан төлөв дэх усан суурьтай өрөмдлөгийн шингэн	Боловсруулсан шаварлаг шингэний толбоны сорил	Шингэний нэгж эзлэхүүнд ногдох хэмжээ, бентонитын эквивалент болгон хувиргах боломжтой
API RP 13I / ASTM C837-09(2024)	Бентонит эсвэл шавар өөрөө	Толбоны сорил / адсорбцын индекс	meq/100 g (CEC-ийн үнэлгээ) / шаврын метилен хөхийн индекс

Энэ хүснэгтэд үндэслэн аргачлал нийтлэхээсээ өмнө стандарт бүрийн хэвлэлийг шалгаарай. Стандартууд шинэчлэгддэг бөгөөд хүснэгтэд судалгааны явцад баталгаажуулсан хэвлэлүүдийг тэмдэглэсэн болохоос өөрчлөгдөхгүй ном зүйн жагсаалт биш юм. Будгийг материалын сорилд ашиглах бусад хэрэглээ, үүнд мембран болон полимерийн туршилтуудыг метилен хөхөөр материал сорих тухай дагалдах гарын авлагад авч үзсэн.

Яагаад нэг аргын хязгаар утгыг өөр аргад шууд хэрэглэж болохгүй вэ?

Хүлээн авахаас татгалзсан элсний жишээ рүү буцъя. Техникийн шаардлагын хязгаар утгыг EN 933-9-ийн 0/2 mm фракцын MB-д зориулан тогтоосон байхад нийлүүлэгчийн лаборатори 0/0.125 mm фракцын MB_F, эсвэл ASTM C1777-ийн колориметрийн утгыг тайлагнасан гэж бодъё. Илүү нарийн фракцад шаврын эзлэх хувь их байдаг тул түүний утга мөн чанараараа өндөр гарна; колориметр нь хүрээнээс өөр физик дохиог хэмждэг. Эдгээр зөрүүний аль нэг нь дангаараа шаардлага хангасан үр дүнг хангаагүй болгон өөрчилж болно. Маргаан нь хэн титрлэлтийг илүү сайн хийсэн тухай биш. Харин нэг будгийн нэрээр нэрлэгдэж буй хоёр өөр хэмжигдэхүүний тухай юм.

Иймээс дүрэм нь хатуу. Техникийн шаардлагын хязгаар утга нь түүнийг тогтоосон арга, фракц, үр дүнг илэрхийлэх суурийн хувьд л хүчинтэй. Орлуулах аргын хязгаар утгыг тогтооход нэгж хувиргах бус, төлөөлөх чадвартай материалыг хоёр аргаар сорьж байгуулсан эмпирик хамаарал шаардлагатай. Мөн идэвхтэй шаврын метилен хөхийн сорил нь шаврын хэмжээнээс гадна шинж чанарт нь мэдрэмтгий тул нэг геологийн эх үүсвэрт сайн тохирсон хамаарал ч өөр эх үүсвэрт тохирохгүй байж болно.

Сорилын өмнөх товч шалгах жагсаалт

Аливаа уусмал бэлтгэхээсээ өмнө материал, стандарт болон түүний хэвлэгдсэн он, сорих фракц, төгсгөлийн цэгийг тогтоох дүрэм, үр дүнг илэрхийлэх суурийг бичиж тэмдэглээрэй. Ишилсэн хэвлэл хүчинтэй эсэхийг стандарт гаргасан байгууллагаас баталгаажуулаарай. Дараа нь тухайн аргад тохирох будгийн концентраци, шалгалт тохируулга, хяналтын сорьцуудыг бэлтгэнэ. Эдгээр таван зүйлийг бүгдийг нь тусгасан тайлан нь ямар ч уншигчид хэмжилтийг давтан хийх боломж олгож, аргачлалын тайлбарыг дан ганц будгийн нэрээр орлуулахаас сэргийлнэ.