淺析水處理絮凝劑對混凝土性能的影響

姚雪濤，姜山

（1. 河北建設集團股份有限公司混凝土分公司，河北 保定 071000；2. 河北天博建設科技有限公司，河北 保定 071000）

0 引言

水處理絮凝劑目前廣泛應用于水處理行業，其作用機理是“聚并”理論，即利用絮凝劑的帶正（負）電性的基團吸引水中難以分解的帶負（正）電性的粒子或顆粒，使其聚合集中，再通過物理或化學方法將其分離出來，從而實現凈化水質的目的。混凝土生產用水一般為飲用水，而飲用水的生產控制極為嚴格，不會出現絮凝劑殘留等問題。本文所提到的絮凝劑來源于水洗砂。

1 試驗

1.1 絮凝劑的化學定性分析

日前，公司在混凝土生產過程中，突然出現坍落度損失加快的現象，新拌混凝土在 10 分鐘之內失去流動性，致使數十方混凝土無法施工，造成一定的經濟損失。事故發生后，公司的技術人員采用排除法，逐一替換混凝土原材料，進行試拌并觀察混凝土的工作性，最終將原因鎖定在水洗砂上。

對于水洗砂，最直接影響混凝土工作性能的指標就是含泥量，但該批次水洗砂在使用前已經過常規項目檢測，含泥量 1.5%、泥塊含量 0.6%，完全符合相關國家標準和行業標準對于混凝土用砂的要求，屬于相當優質的原材料。

含泥量的因素被排除后，技術人員懷疑水洗砂中含有絮凝劑，于是設計了簡易的定性測試試驗，來判定水洗砂中是否含有其他不良雜質。

（1）將水洗砂浸泡于蒸餾水中 24h 后，向懸濁液中加入濃硝酸，使其 pH 值低于 4，確保絮凝劑中的陽離子能穩定的存在于溶液中。

（2）將懸濁液過濾后，分為三份。

（3）分別用 NaOH、AgNO3、BaCl2對三份溶液進行滴定，觀察溶液變化。

滴加 NaOH 的溶液，出現絮狀沉淀，隨著 NaOH的滴入，絮狀沉淀又逐漸消失，這說明溶液中含有兩性金屬離子。常見的兩性金屬離子只有 Al3+和 Zn2+，其中，Al3+是速凝劑的常用組份，而 Zn2+是緩凝劑的常用組份，并且該批混凝土沒有凝結時間異常的情況，因此可基本排除 Zn2+的存在。

滴加 AgNO3的溶液，出現乳白色沉淀，說明溶液中含有 Cl-。

滴加 BaCl2的溶液，沒有沉淀現象發生，說明溶液中沒有

綜上可判斷，溶液中含有 AlCl3成分，經查閱相關資料，PAC（聚合 AlCl3）是一種優質廉價的水處理絮凝劑，具有吸附能力強、水解速度快的特點。

對于砂石料供應商而言，含泥量不同的砂對應不同的收購價格，若能有低價高效的方法，可以使洗砂用水循環使用，必將大幅降低洗砂成本，這就是其使用水處理絮凝劑的客觀誘因。

1.2 絮凝劑對混凝土性能的影響分析

為驗證絮凝劑對混凝土性能的影響，技術人員進行了 PAC 不同摻量的比對試驗。原材料如下：

（1）水泥：京蘭水泥，P·O42.5，抗壓強度 3d 為29.8MPa，28d 為 50.2MPa。

（2）粉煤灰：大唐電廠，Ⅱ 級灰，細度 16%，需水量比 99%。

（3）礦渣粉：乾華 S95 級 礦粉，28d 活性 101%。（4）外加劑：保定慕湖，減水率 27.4%。

（5）砂：Ⅱ 區中砂，細度模數 2.7，含泥量1.9%，泥塊含量 0.6%。

（6）石：5～25mm 連續級配碎石，含泥量 0.7%。

（7）水：飲用水。

（8）PAC：河南澤晟，一等品。

試驗采用生產中最常用的 C30 配合比，詳見表 1。

表1 C30 混凝土配合比 kg/m3

PAC 的單方摻量從砂質量的千萬分之一到百萬分之一，即每方混凝土摻入 80～800mg，試驗結果見表 2。

表2 PAC 不同摻量對混凝土性能的影響

從試驗數據可以看出，PAC 對混凝土拌合物的工作性影響極大，微量的摻入，就會造成混凝土出機坍落度的明顯下降，隨著 PAC 摻量的增加，混凝土出機坍落度急劇下降，1h 后的坍落度損失更為嚴重；在混凝土的抗壓強度方面，PAC 的影響并不明顯，反而因為初始坍落度的降低，混凝土的抗壓強度稍有增長。

2 預防措施

近年來，隨著環保形勢的日益嚴峻和天然資源的急劇減少，原材料質量在逐步下滑的同時日趨復雜。為避免因原材料質量的突然變化引起質量事故，企業可采取以下預防措施：

（1）加強原材料入場檢測，不合格原材料堅決退貨。

（2）嚴格執行先檢后用原則，未經檢測的原材料嚴禁用于生產。

（3）加大檢測力度，增加檢測項目、檢測方法和抽檢頻次。

（4）組織技術人員進行專業培訓，增強質量意識和提高技術水平。

3 結論

（1）企業應加強原材料入場檢測，避免質量事故的發生，并可通過簡易的化學定性檢測來推斷有害雜質的成份。

（2）PAC 的摻入會對混凝土拌合物的工作性造成極大影響，但對于混凝土的抗壓強度沒有明顯影響。