機制砂和聚羧酸減水劑在普通混凝土中的應用

吳守民，王洪剛，陳俠

（勝利油田營海實業集團有限公司，山東 東營 257000）

1 引言

當今時代混凝土是人類最大宗的建筑結構材料。其原料中的砂包括天然砂和機制砂兩類。近十幾年來受到自然資源的限制，以河砂為主的天然砂越來越無法滿足日益增長的混凝土用量需求。為滿足實際生產的需求，我集團自 2011 年底開始嘗試用人工砂代替天然砂，經過不斷的嘗試和調整，取得了較好的效果。

2 混凝土試驗

2.1 原材料

（1）水泥：本集團生產的 P·O42.5 級水泥，28d 抗壓強度 48MPa。

（2）粉煤灰：勝利發電廠生產 Ⅱ 級粉煤灰。45μm 篩細度 21%，需水量比 101%，全分析見表 1。

表1 粉煤灰全分析 %

（3）碎石：5～31.5，含泥量 0.2%，泥塊含量 0%。

（4）天然砂：細度模數 2.9，含泥量 1.5%，泥塊含量0.3%。

（5）機制砂：細度模數 3.2，亞甲藍值 0.75，石粉含量15%。

（6）水：自來水

（7）脂肪族減水劑：減水率 18%，固含量 30%，摻量2.0%。

（8）西卡聚羧酸減水劑：減水率 25%，固含量 15%，摻量 1.7%。

2.2 試驗數據

混凝土配合比及性能實驗數據見表 2。

表2 混凝土配合比和混凝土性能

結果表明：在水灰比相同的條件下，機制砂中小于 75μm的砂粉含量在 15% 以下時，除高等級混凝土的抗壓強度略低于河砂（中砂）混凝土外，其他的抗折、抗壓強度都高于河砂混凝土。但混凝土流動性變差、坍落度損失有所增大。

3 聚羧酸聚羧酸減水劑在混凝土中的應用

（1）為了更好解決使用機制砂帶來的混凝土流動性變差坍落度損失增大難題，我公司引進聚羧酸外加劑，經過多次試驗，最終選取了瑞士西卡公司生產聚羧酸外加劑進行生產試驗。

（2）聚羧酸減水劑與脂肪類減水劑生產對比結果及成本分析，見表 3。

表3 實驗數據

結果表明：在使用相同機制砂的條件下，混凝土外加劑摻量下降，水泥用量下降，用水量下降，混凝土抗折、抗拉、抗壓強度以及鋼筋的粘結力都高于脂肪類外加劑混凝土，綜合成本明顯下降。我集團自 2012 年 5 月份開始使用機制砂、西卡聚羧酸外加劑生產普通混凝土，目前已生產 80 萬方，質量基本穩定，降本增效成效明顯。混凝土狀況良好，使用機制砂導致的混凝土流動性變差、坍落度損失增大的問題得到解決。

4 聚羧酸減水劑注意事項

（1）由于聚羧酸減水劑的減水率較高，因此混凝土坍落度對加水量敏感性較大，所以在使用前應進行充分地試配試驗，以尋求不同批次原材料及不同強度等級混凝土的最佳摻量與最佳用水量。用水量摻加量的調整幅度要小，一次在 3kg以下。

（2）聚羧酸減水劑與其它種類外加劑交替使用時，應注意清理相關設備，避免聚羧酸減水劑與其它種類外加劑混合使用，降低聚羧酸減水劑的性能。

（3）聚羧酸減水劑對于骨料的含泥量較為敏感，含泥量過大會降低聚羧酸減水劑的性能。因此使用時應嚴格控制骨料品質。

5 結論

（1）在工程建設過程中，砂石作為混凝土結構材料的重要組成部分,其質量優劣對整個工程的質量及耐久性具有舉足輕重的影響。在滿足用砂性能指標的前提下，選用經濟可行的方案，既要滿足施工質量要求，又要有效地控制生產成本，這樣在天然砂資源缺乏的地區，使用優質機制砂進行混凝土施工生產不僅是可行的，其綜合效益也是顯著的。

（2）與脂肪族系減水劑相比較，聚羧酸減水劑的性能有明顯的優勢，能提高混凝土的綜合性能。由于摻量低，性價比在現階段具有相當的競爭力，同時可提高建設工程中混凝土質量和使用壽命。

（3）聚羧酸減水劑與機制砂完全可以進行配合使用，混凝土狀況良好，混凝土質量更優，成本更具優勢，用聚羧酸減水劑與機制砂生產商品混凝土將得到應用與推廣，會大幅提升混凝土品質，并能取得良好的經濟和社會效益。

[1]石新橋．機制砂在高性能混凝土中的應用研究[D]．天津，天津大學，2007.

[2]左彥峰，王棟民，吳紹祖．交聯型聚羧酸系超塑化劑對新拌混凝土性能的影響[C]．中國硅酸鹽學會年會論文集（下）[A]，北京,2003（10）：418-424．

[3]JGJ55-2011．普通混凝土配合比設計規程[S]．