砂石含泥量對聚羧酸減水劑隧道用泵送混凝土性能影響

梁少杰 張美華

摘? ? 要：在建筑行業中，混凝土是非常重要的材料之一。在混凝土行業不斷向前發展的情況下，施工環節的不同部位以及結構構件、施工方式要求方面上的標準不斷提升。生產應用期間所采取的混凝土，砂石含泥量（含泥含粉量）能夠對于所生產的混凝土性能以及質量構成一定程度的影響，必須嚴格的加強管理控制。

關鍵詞：砂石含泥量;混凝土工作性;抗壓強度;影響效果

1? 引言

混凝土用砂石料含泥量是指砂石料中粒徑小于75μm的顆粒含量，這其中的“泥”成分一般為按規定要求加水拌勻、浸泡、淘洗后能從砂石料中分離出來的淤泥、黏土（一般是多種礦物集合體）和塵屑。多數情況下，砂石中含泥成分是具有一定吸附效應的，且對聚羧酸減水劑的吸附效應顯著。聚羧酸減水劑是通過自由基共聚原理合成的具有梳狀結構的高分子表面活性劑，主鏈牢牢吸附在水泥顆粒表面上，能夠有效阻礙水化反應提高其保塑性，枝鏈則包圍在水泥顆粒四周，起到靜電排斥和空間位阻的雙重作用，故摻加了聚羧酸減水劑的混凝土能表現良好的性能。

2? 研究背景

隨著混凝土行業的發展，各原材料的使用，市場上的砂石原材料不斷地被開采，砂石原材料逐步匱乏。為控制生產成本，獲得更高的經濟效益，目前市場上使用的建設用砂石材料越來越差，砂石含泥含粉量偏多，級配差以及出現斷檔等不好的情況。主要研究石子含泥量對混凝土各項性能指標的影響，以及使用市場上的阻泥劑去解決這一問題而進行實驗，可以更好地服務于混凝土行業，為混凝土生產提供參考。

3? 含泥量對混凝土性能的影響

3.1? 含泥量對混凝土拌合物本身的影響

對于含泥量對混凝土工作性的影響，現代一般利用黏土顆粒來替代一部分的砂子，用砂漿擴展度方法或者混凝土坍落度的方法來測定。由于黏土中含有大量的吸水礦物，在混凝土拌合的時候，由于加入的拌合水是一定的，黏土顆粒吸收大量的拌合水，使得用于流動的拌合水變少，另外蒙脫土吸水之后，由于結構中的層間距加大，吸水膨脹，導致混凝土拌合物更加粘稠，流動性變差。蒙脫土自身不具有水化性，混凝土硬化后，蒙脫土里的水蒸發或著參加其他物質的水化，導致蒙脫土體積收縮，造成體積穩定性變差，產生很多微細的小裂紋。如果為了滿足混凝土和易性的要求，多加水，一部分被泥顆粒吸收，剩下的用于混凝土的流動，這樣會對混凝土的強度造成嚴重的威脅。在不摻加外加劑的情況下，認為在其他條件不變的情況下，砂子中的含泥量<3%時，混凝土的工作性影響較小但隨著含泥量的增加混凝土的坍落度不斷降低，當大于3%時，混凝土的工作性就會受到很大的影響。

3.2? 砂石中不同含泥量對摻聚羧酸減水劑隧道用泵送混凝土強度影響

從圖1-圖2分析，我們可知：①分析曲線1，隨著砂石含泥量的增加，混凝土強度隨之小幅度降低，水膠比越小，受砂石料含泥量的影響越大;②分析曲線2并與曲線1對比，隨著砂石含泥量的增加，1小時后經加水拌制后的混凝土強度隨之大幅度降低（含泥量為4.7%和6.7%對應混凝土坍落度大于170mm，未加水）;③分析曲線3并與曲線1對比，隨著砂石含泥量的增加，1小時后經加聚羧酸減水劑拌制后的混凝土強度變化不大（含泥量為4.7%和6.7%對應混凝土坍落度大于170mm，未加減水劑）;曲線3與曲線2對比可知，摻減水劑的混凝土強度明顯好于直接加水的混凝土強度。分析其原因：①砂石中含泥量影響混凝土硬化后的界面粘結力，隨著砂石中含泥量的增加，這種影響越來越明顯。

3.3? 含泥量對混凝土力學性能的影響

含泥量對混凝土的工作性產生較大的影響，對與強度來說影響的效果也比較大。在保持混凝土工作性一致的情況下，研究了不同泥含量對于混凝土7d、28d混凝土強度的影響，總體上，混凝土的強度隨著含泥量的增加而減小。當含泥量≤1.5%的情況下，混凝土強度受到的影響較小，當>1.5的時候，混凝土的強度明顯下降。但也有研究認為混凝土中泥含量較少的時候，強度還會略微的升高。含泥量小于1%的情況下，混凝土的強度略微的上升，而混凝土的彎拉強度隨著含泥量增加而降低，7d、28d的彎拉強度都會隨著含泥量的增加而明顯降低，但他們降低的幅度不一樣，但是要含泥量>5%時候，混凝土28d的彎拉強度最少降低5%，含泥量超過10%的情況下，其彎拉強度降低達到10%以上，對于水泥用量少的混凝土，降低的幅度更明顯。從試驗結果中看出，隨泥摻量的增加，混凝土抗壓彈性模量變化很小，基本無變化，而彎拉彈性模量隨著含泥量的增加明顯下降。研究認為：當砂子中含泥量<2%的情況下，基本對混凝土無影響。

4? 結語

在此次研究中，采取試驗分析的方式，探究各種含泥量的砂以及石配制混凝土相關內容，了解到其對于混凝土性能產生的影響的有關規律，最終獲取配制混凝土的試驗數據具備良好的科學性和合理性。通過進行此項研究，可以推動在力學角度基礎上，分析混凝土中骨料功效，提供給未來設計高強高性能混凝土材料有價值的指導，并且在開發人造輕骨料方面具有重要的指導意義，以及對于配制輕骨料混凝土的借鑒價值巨大。

參考文獻：

[1] 劉紅霞，韓曉虎.砂石含泥量對混凝土工作性及抗壓強度的影響[J].價值工程，2015（15）：107～109.

[2] 馬保國，嚴敏，譚洪波，楊虎.含泥量對減水劑性能的影響規律[J].濟南大學學報（自然科學版），2012（4）：331～336.