［摘要］本文試驗(yàn)了混凝土中砂子的不同含泥量對(duì)摻聚羧酸減水劑的混凝土性能的影響，在此基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)，

  研制出一種能有效減小混凝土中砂子含泥量對(duì)聚羧酸減水劑性能的影響的助劑。

  ［關(guān)鍵詞］ 含泥量；聚羧酸減水劑；萘系減水劑；助劑

  0 前言

  作為混凝土重要組成部分的細(xì)骨料占混凝土體積的30%左右，其各項(xiàng)性能的好壞直接影響到混凝土的早期工作性能及硬化后的力學(xué)性能等。大量文獻(xiàn)研究了混凝土中細(xì)骨料的泥含量對(duì)摻萘系減水劑混凝土力學(xué)性能等的影響，只有少量文獻(xiàn)研究聚羧酸減水劑與混凝土中細(xì)骨料含泥量的相容性。我國(guó)聚羧酸減水劑的研究始于20 世紀(jì)90 年代中后期，其工業(yè)化生產(chǎn)及應(yīng)用始于21 世紀(jì)初期，其推廣應(yīng)用進(jìn)程目前正以人們始料不及的速度迅猛發(fā)展。目前一些鐵路客運(yùn)專線，南水北調(diào)、港口碼頭、水電大壩、市政工程等許多重點(diǎn)工程中得到廣泛使用。工民建工程中對(duì)混凝土原材料質(zhì)量控制沒(méi)有大型工程及重點(diǎn)工程中嚴(yán)格，聚羧酸減水劑與骨料的含泥量的適應(yīng)性好壞直接影響到聚羧酸減水劑的推廣。少量有關(guān)文獻(xiàn)介紹，聚羧酸減水劑對(duì)混凝土中砂子含泥量十分敏感，砂子中的含泥量對(duì)混凝土的影響是很大的，從混凝土工作性來(lái)說(shuō)，它影響了混凝土的坍落度及坍落度損失，從混凝土的力學(xué)性能來(lái)說(shuō)，當(dāng)砂子含泥量超過(guò)3% 就會(huì)對(duì)混凝土強(qiáng)度有影響。目前還沒(méi)有一種有效的辦法來(lái)解決此問(wèn)題，只能通過(guò)提高聚羧酸減水劑的摻量來(lái)解決，但提高了聚羧酸減水劑的摻量同時(shí)也提高了每方混凝土的成本。針對(duì)此問(wèn)題筆者經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)研究，研制出一種抑制骨料含泥量影響的助劑，用它與聚羧酸復(fù)配后能有效抑制混凝土骨料中含泥量對(duì)聚羧酸減水劑用量的影響，降低聚羧酸減水劑的摻量，保持聚羧酸減水劑的使用效能。

  1 試驗(yàn)原材料

  水泥：濰坊產(chǎn)的山水牌P.O42.5R 水泥；

  粉煤灰：濰坊電廠產(chǎn)Ⅰ級(jí)粉煤灰；

  砂子：濰坊安丘產(chǎn)河砂，細(xì)度模數(shù)為2.7 的中砂；

  石子：濰坊本地產(chǎn)5～31.5mm；

  水：自來(lái)水；

  泥：從混凝土攪拌站水洗砂的泥沉積池中選取，選取了池子的不同地點(diǎn)的泥。然后在太陽(yáng)下自然干燥，再研碎，使泥回

  復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)；

  減水劑：山東恒健新材料技術(shù)研究有限公司生產(chǎn)的聚羧酸

  減水劑JSPC, 減水劑的含固量為20%；

  Z 劑：是一種專門(mén)針對(duì)骨料中泥土吸附而研制出的材料，它具有保坍性，但本身沒(méi)有減水效果。

  2 Z 劑機(jī)理試驗(yàn)

  不難想到，骨料（主要是砂子）含泥量顯著影響聚羧酸減水劑效用和摻量的原因是很細(xì)的泥土對(duì)聚羧酸減水劑會(huì)有很強(qiáng)的吸附作用，消耗掉了相應(yīng)減水劑用量的效能。也不難想到，Z劑的作用機(jī)理就是能夠屏蔽或阻隔泥土對(duì)減水劑的吸附，這很可能是泥土對(duì)Z 劑有更強(qiáng)或更快的吸附作用所致，亦即泥土?xí)x擇性地優(yōu)先吸附Z 劑，從而減少了對(duì)減水劑的吸附。鑒于進(jìn)行吸附試驗(yàn)研究的難度和工作量很大，筆者單位也缺乏相應(yīng)研究試驗(yàn)條件，筆者暫且還未能進(jìn)行直接認(rèn)證相關(guān)吸附機(jī)制的研究工作。但還是進(jìn)行了力所能及的一些間接的論證試驗(yàn)研究，并有所收獲。

  筆者認(rèn)為，有關(guān)的選擇性吸附機(jī)制，通過(guò)土工學(xué)測(cè)試土的液塑限的試驗(yàn)方法安排進(jìn)行一些對(duì)比試驗(yàn)，是應(yīng)該有所反映，可以窺見(jiàn)其端倪，乃至對(duì)最終的效果方面取得一些定性和定量的判斷認(rèn)識(shí)的。為此，筆者參照土工試驗(yàn)規(guī)范《GB-7/50123-1999》，在試驗(yàn)方法上略作改動(dòng)，把減水劑和Z 劑分別或共同引入試驗(yàn)（模擬混凝土中減水劑和/ 或Z 劑的摻用情況），進(jìn)行了土的液塑限測(cè)定的系列對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)中，把水和泥，摻加或不摻加減水劑和/ 或Z 劑，倒入凈漿攪拌鍋中，攪拌4min 后直接按規(guī)范測(cè)定土的液塑限數(shù)值。先在不摻減水劑和Z 劑的空白試驗(yàn)中，通過(guò)調(diào)整用水量，把土的液限和塑限分別控制在38% 和21%，把這個(gè)用水量作為基準(zhǔn)用水量。然后再進(jìn)行摻減水劑或/ 和Z 劑的對(duì)比試驗(yàn)。6 組對(duì)比試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果如表1所示。

  從表1 結(jié)果可以看出，單摻Z 劑后土的塑性指數(shù)值最大，其次是聚羧酸系高效減水劑與Z 劑按9:1 復(fù)合的，最低值是單摻聚羧酸系高效減水劑的。從取得液塑化效果來(lái)看，單摻聚羧酸系高效減水劑時(shí)需要的減水劑摻量最大，復(fù)合摻用聚羧酸系高效減水劑和Z 劑則減水劑需用量降低，而聚羧酸系高效減水劑與Z 劑復(fù)配比例為8.5：1.5 時(shí)效果最佳，其次是復(fù)配比例為9：1者，復(fù)配比例為8：2 時(shí)又略差些。整個(gè)對(duì)比試驗(yàn)可以證實(shí)，Z劑與聚羧酸減水劑適當(dāng)復(fù)配使用，可以有效抑制土對(duì)減水劑的吸附，使減水劑摻量明顯降低。后續(xù)的水泥凈漿試驗(yàn)和混凝土試驗(yàn)進(jìn)一步確認(rèn)了這些效果。

  3 水泥凈漿試驗(yàn)

  3.1 試驗(yàn)配比表及試驗(yàn)結(jié)果

  水泥凈漿試驗(yàn)按照《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》進(jìn)行，泥按內(nèi)摻法摻入水泥中。

  3.2 分析

  (1) 從表2 可以看出與純水泥比，內(nèi)摻5% 泥后減水劑的摻量提高30% 后才能控制凈漿流動(dòng)度損失。

  （2）從表2 可以看出與純水泥比，內(nèi)摻10% 泥后減水劑的摻量提高90% 后才能控制凈漿流動(dòng)度損失。

  （3）從表3 可以看出，聚羧酸減水劑與Z 劑復(fù)配效果最好的比例是8∶2，在此比例下不管含泥量是5% 或者10% 都能很好地控制凈漿流動(dòng)度損失。

  （4）從表2、表3 可以看出，聚羧酸減水劑與Z 劑復(fù)配后與單摻聚羧酸減水劑相比，摻量可以大幅度降低，且效果非常好。

  4 混凝土試驗(yàn)

  4.1 砂子含泥量對(duì)摻聚羧酸高效減水劑混凝土性能的影響

      大量文獻(xiàn)在配合比設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)砂子含泥量的考慮上，都是按5% 的遞增方式，筆者在砂子含泥量設(shè)計(jì)時(shí)按2% 遞增。試驗(yàn)中全部使用水洗砂、石，然后再用人工方法把砂子的含泥量調(diào)整到試驗(yàn)需要的含泥量。為了讓試驗(yàn)更有代表性，先把砂子和泥均勻地混合好后，再在它們表面灑一些水，使他們能充分的濕潤(rùn)，這樣泥就能更好地粘在砂子表面，然后再自然曬干進(jìn)行試驗(yàn)。這樣就保證了試驗(yàn)中泥在砂子的狀態(tài)和現(xiàn)實(shí)中的狀態(tài)相接近。該試驗(yàn)中混凝土配合比見(jiàn)表4。對(duì)同一水膠比混凝土，外加劑摻量固定。預(yù)先通過(guò)試拌確定外加劑的適宜摻量，以控制空白混凝土的坍落度不是太大、含泥量最高的混凝土的坍落度不是太小。

  4.2 試驗(yàn)結(jié)果

  4.2.1 砂子含泥量對(duì)混凝土工作性的影響

  把沙子中的泥作為一種劣質(zhì)材料