集料含泥量對聚羧酸減水劑的影響及處理方法初探

■方 歆，魏 鵬，曾春明 ■江西省建筑材料工業科學研究設計院，江西 南昌 330001

近年來，聚羧酸減水劑已得到了普遍應用，其高減水率、較高的性價比、優秀的保坍性能、拌合物良好的施工性能，在近年的應用過程中得到了廣泛的認可，但在商品混凝土的應用中，聚羧酸減水劑對細集料中含泥量的敏感性也讓從業人員頭疼不已，含泥量稍有變化，拌合物的坍落度損失便會顯著提高，工作性能嚴重下降，且混凝土后期力學性能下降。隨著國內基礎設施建設規模的不斷擴大，優質天然砂資源愈發緊缺，大量高含泥量的砂石被直接用于預拌混凝土中。開發抗泥劑的工作，勢在必行。

國內很多學者研究了砂中含泥量對聚羧酸減水劑吸附性的影響，提出了一些解決方案，其解決方案主要為兩個方向:第一、胺類化合物嵌入聚羧酸分子鏈［1］;第二、開發小分子的具有被泥優先吸附性的抗泥劑［2］。本試驗是通過在不同含泥量的條件下，對摻加了阻泥劑與未摻加阻泥劑的混凝土從拌合物性能以及力學性能兩方面進行比對。

1 試驗原材料

(1)水泥:萬年青牌P.O42.5 水泥，比表面積374.6m2/kg，密度3.03g/cm3，28D 抗壓強度48.6。(2)粉煤灰:九江電廠產Ⅱ級粉煤灰，細度11.8%，需水量比101%，燒失量4.1%。(3)磨細礦渣粉:高安南方建材有限公司產S95 礦粉;(4)細集料:采用贛江天然砂，經水洗處理，含泥量為0%。(5)粗集料:高安產反擊破碎石，粒徑5 -25mm，經水洗處理，含泥量為0%。(6)減水劑:某公司生產的聚羧酸高效減水劑。摻量1.2%時減水率21%。(7)泥:從商品混凝土攪拌站水洗砂的沉淀池中選取，烘干后研磨成粉末狀。(8)阻泥劑:某公司合成的小分子量阻泥劑。摻量為膠凝材料總量的0.6%。

2 試驗思路

根據JGJ55 設計出C30 混凝土配合比，固定材料用量、用水量后分別摻入細集料質量3%、5%、7%的泥，以觀察含泥量遞增對拌合物性能，力學性能的影響，之后摻入阻泥劑，與未摻加之前的性能進行比較。

3 配合比確定及試驗

配合比單方用量見表1。

表1

拌合物性能與力學性能見表2。

表2

4 分析

4.1 拌合物性能

由表2 可知，隨著含泥量的增加，混凝土拌合物性能逐漸下降，當含泥量為3%以內時，混凝土拌合物性能基本不受影響，摻加阻泥劑對拌合物性能影響可以忽略不計，在實際生產應用中無需摻加，而隨著泥量逐漸增加至5%、7%，拌合物初始坍落度、擴展度開始下降，1h 經時坍落度、擴展度損失明顯下降，以商品混凝土平均運輸時間40 分鐘計算，從站內拌合出的和易性良好的混凝土，運輸到施工部位準備澆筑時，混凝土已難以正常澆筑施工了。

摻加了阻泥劑的混凝土含泥量對和易性的影響已大為降低，以7%含泥量的混凝土為例，不摻假阻泥劑時1h 經時坍損75mm，擴展度由470mm* 460mm 降低至360mm* 350mm，摻加了阻泥劑后1h 經時坍損下降至35mm，擴展度由520mm* 520mm 降低至440mm* 430mm，仍然具有施工性和可泵性。阻泥劑的作用機理其實就是因為聚羧酸減水劑較長的側鏈易被泥土吸附，使得膠凝材料對聚羧酸的吸附量減少進而影響和易性的保持，阻泥劑中的短側鏈雖然也易被泥土吸附，但其中的磺酸基團更易于吸附膠凝材料，且小分子醇也能抑制泥土吸附，故而平衡被打破，朝膠凝材料吸附的方向進行。

4.2 力學性能

由表2、圖1 可知，隨著含泥量的增加，混凝土抗壓強度逐漸下降，當含泥量為3%以內時，混凝土力學性能也基本不受影響，摻加阻泥劑對力學性能的影響也可以忽略不計、隨著含泥量逐漸增加至5%、7%，混凝土力學性能下降明顯，摻加了阻泥劑的混凝土力學性能也同樣下降明顯，與未摻加的混凝土基本一致。在含泥量對混凝土力學性能的影響方面，阻泥劑并無貢獻。

含泥量對混凝土力學性能的影響主要在于粘附在骨料周圍降低骨料與砂漿的界面黏結強度，阻泥劑的使用并不能改變這一情況，從破型試件的破碎面觀察，粗骨料并沒有破碎，破壞是從水泥基和集料的黏結界面開始的。

圖1 泥量對強度的影響

5 總結

(1)砂含泥量在3%以內時可以不摻加阻泥劑，對配合比進行微調即可。(2)砂含泥量3%以上的混凝土使用阻泥劑可以有效降低坍落度損失。(3)砂含泥量3%以上時混凝土強度大幅下降。(4)阻泥劑不能改善泥對強度的影響，含泥量過高的砂石還是應盡量避免使用，沒有替換條件時應提高水膠比進行配合比驗證后謹慎使用，即便如此，混凝土開裂的風險依然不可控。

［1］張明等.摻聚羧酸系減水劑混凝土用高含泥量抑制劑的研究［J］.新型建筑材料，2012(11)25 -28.

［2］許國林等.砂中含泥量對聚羧酸鹽減水劑性能影響的研究［J］.廣東建材，2010(12):13 -15.