摘要：通过对粘土物理化学成分的组成以及其对聚羧酸外加剂吸附量的分析，并结合实际论证，提出了砂石含泥量对掺聚羧酸外加剂混凝土质量影响的见解，为预拌混凝土企业生产提供了一条可行的技术路线。
关键词：含泥量；聚羧酸外加剂；混凝土；混凝土质量
引言
聚羧酸外加剂因其具有减水率高,兼有缓凝、引气等优点,目前在国内已经逐步从一些重点工程到一般工程得到大量应用,且国内已基本上实现了企业化规模生产。但聚羧酸外加剂缓凝时间有限,特别是针对于商品混凝土生产企业及工程施工需要,仍需要加入缓凝剂来调整混凝土的凝结时间。因此笔者通过净浆试验,确定不同种类缓凝剂对掺聚羧酸外加剂净浆的影响
众所周知，混凝土组成的化学反应是非常复杂的，除去正常的硅酸水化反应外，矿粉、粉煤灰的添加也使混凝土的研究增加了很多亮点，但令很多混凝土学者头疼的事情是，由于混凝土砂石原材料带入的粘土导致混凝土初始流动性降低、收缩裂缝增加、耐久性降低等质量问题层出不穷，控制难度也较大，本文就砂石含泥量对掺聚羧酸外加剂的混凝土质量的影响展开论述。
1 聚羧酸外加剂的作用机理
聚羧酸系外加剂在分子结构上表现为梳形状，与较常用的传统外加剂对比，其在超分散性能方面十分突出。这主要是因为聚羧酸系外加剂具备羧基、磺酸基等相关的活性亲水基团和聚氧化乙烯链基等不饱和单体，在分子结构上通过单一静电斥力效应结构转换为静电斥力效应和空间位阻效应共同作用形成一种结构形式，并可以此产生出立体式分散系统。梳形聚合物在水泥颗粒表层呈齿形吸附性状，在主链是通过羧基、磺酸基等活性官能团来提供静电斥力，梳形聚合物的侧链主要是延伸到水泥粒子的各不同位置，发挥整体位阻的效果，将会对分散系统的稳固性产生直接影响，对于水泥浆体的流动程度也会产生直接性的影响。因为主链长度大、极性基团数量多，静电斥力强劲;空间结构过于巨大，侧链数量众多同时在空间位阻上也相对更大，因此对于水泥材料会起到良好的分散、减水及稳定效果。
2 聚羧酸外加剂在混凝土中的应用
近年来，随着相关混凝土技术的快速发展，其在降低资源消耗、保障混凝土质量、加快施工建设、降低环境污染等方面发挥了重要的作用，并获得了大规模的推广。在当前的混凝土技术发展过程中正向着更高强度、更高工作性能、更大耐久性能等方面发展，为能够充分满足高性能混凝土和相关施工技术的规范要求，往往在混凝土配制过程中要掺加一定的外加剂。
实践验证表明，聚羧酸外加剂对于混凝土性能的改善效果显著，其技术特性主要存在于以下几个方面:
2.1 聚羧酸外加剂减水率大、掺加量低
聚羧酸外加剂的掺加量大致约为胶凝材料的1．05%左右，由于外加剂的固态含量大约为20%，因此其固态含量的折算率不足0．21%。因而针对水泥粒子具有超分散性能，减水率将大幅度超出一般外加剂，通过实践检验表明其减水率最高可达到35%以上，将之与粉煤灰一起配合应用，能够促使水胶比大幅度降低，且更适宜于中等强度与高强度混凝土的配制。
2.2 混凝土流动性强，坍损率低
鉴于聚羧酸外加剂所具备的优异分散稳定性能，聚羧酸系外加剂所配制出的高流动性混凝土坍落度的经时损失率相对较低，一般在1h内基本不会出现任何坍落损失，在2h左右其坍落损失也不足15%，能够有效弥补一般较常应用的萘系外加剂在混凝土配制时所面临的坍落度损失率较大问题，并且将之同粉煤灰一起配合应用，仅掺加少部分的外加剂便能够得到十分可观的流动效果，适宜于对混凝土的高性能配制要求，尤其是在混凝土泵送的过程中不易产生管道堵塞的现象。
2.3 对施工环境温度要求不高
应用聚羧酸外加剂配制混凝土，鉴于混凝土本身有着较高的流动性，较易浇筑密实，再加上聚合物对于水化产物所具备的聚合活性，可产生出具备胶凝状态的水化物来实现对空隙的填充，混凝土的强度也可得到大幅度的提升，同时由于掺加大量的粉煤灰，混凝土的水化热也相对较小，适合应用在大体积混凝土的施工中。
2.4和胶凝材料有着良好的适应性
在工程施工过程中，可选用多个不同厂家生产的水泥进行泵送混凝土的配制工作，并且还可在其中掺加大量的粉煤灰，聚羧酸减水剂和各种水泥均能够达到良好的相容效果，不会出现严重的泌水离析情况，对于混凝土强度增长也不会造成任何不利影响，同时由于其所具备的高减水率，可与粉煤灰配合应用，能够大幅度降低粉煤灰的收缩量，同时还可确保混凝土的可泵能力得以显著增强，并且对于混凝土的耐久性能也可实现有效增强。
3 案例研究
3.1 砂石含泥量对掺聚羧酸外加剂混凝土质量的影响
3.1.1 砂石含泥量对掺聚羧酸外加剂混凝土工作性的影响。
为切实反映出砂石不同含泥量对掺聚羧酸外加剂混凝土工作性的影响，现以C30混凝土为例，进行混凝土拌合物工作性能测试。
水泥:某水泥有限公司产P．O42．5级水泥，比表面积389，SO3含量为2．1%，3d抗压强度25．8MPa。
矿粉:山西中科产S95级矿粉，比表面积420。
粉煤灰:太原二电厂级粉煤灰，细度3%。
砂:忻州豆罗水洗砂，含泥量1．5%，细度模数2．6，再次冲洗至含泥量为0．1%，晒干备用。
碎石:阳曲县石灰石碎石，颗粒级配2mm～25mm，连续粒级。
外加剂:山西和盛邦混凝土建材有限公司产HS-109聚羧酸外加剂，固含量40%，将其加入适量保坍剂，稀释为固含量为8．0%的泵送剂，掺量2%。
水:饮用水。
粘土:张家口恒泰膨润土有限公司产化工填料膨润土，细度200目，SiO2含量54%，Al2O3含量18%。
C30基准配合比如表1所示。
表1 测试用C30混凝土配合比
将粘土按1%～9%替代水洗砂掺入混凝土中，通过调整外加剂掺量使混凝土坍落度在设计范围内，通过查看混凝土拌合物的流动性、粘聚性、保水性的变化，结果见表2。
表2 混凝土拌合物性能
由表2可知，随着含泥量的增加，混凝土拌合物的和易性越来越差，容重越来越小，外加剂的掺量越来越大，在含泥量超过3%后发生明显变化，7%后混凝土发生了质的变化，整体混凝土发虚，外加剂的掺量的提高也改变不了混凝土的流动性，混凝土变为虚灰、死灰，不具有工作性和可泵性。
3.1.2 砂石含泥量对掺聚羧酸外加剂混凝土强度及耐久性的影响。
砂石中所含粘土因其多孔、吸水、吸附外加剂，从而影响了混凝土的拌合及工作性，如果不考虑混凝土的质量，将含泥量大于3%的砂石用于混凝土时，会出现用水量增加、外加剂用量增加、混凝土容重降低，如果含泥量大于7%时，混凝土的力学性能及耐久性发生了根本性的变化。
由表2可知，随着含泥量的增加，外加剂掺入量增加，混凝土强度反而降低，含泥量超过4%时，28d强度已降至30MPa以下，混凝土表面出现大量气孔，混凝土的密实度远远降低，带来的结果就是混凝土的耐久性大幅降低，混凝土不能满足使用功能要求。
结束语
砂石含泥量对掺聚羧酸外加剂的混凝土拌合物影响较为敏感。砂石含泥量对掺聚羧酸外加剂的混凝土强度及耐久性影响较大。实际混凝土生产需要把砂石含泥量控制在3%以内，以降低影响。砂石含泥量大于7%时，需要更换砂石原材料，以免出现质量事故。各聚羧酸生产企业应在生产聚羧酸外加剂时，通过调整主链及支链的结果，降低聚羧酸外加剂对砂石含泥量的敏感度。
参考文献
[1]高国成.浅析聚羧酸外加剂在混凝土中的应用可能性[J].商品混凝土,2013(03):61+53.
[2]孙爱民.浅析砂、石质量对混凝土质量的影响[J].安徽建筑,2010,17(03):51+75.
[3]王军,赵日煦,陈耀丽,孙克平,韩周冰.砂石质量的差异对混凝土性能及其经济性的影响[J].混凝土,2010(01):97-99.
论文作者:阚福山
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/9/10
标签：混凝土论文; 羧酸论文; 外加剂论文; 砂石论文; 质量论文; 粉煤灰论文; 水泥论文; 《基层建设》2018年第20期论文;