萬(wàn) 平,甘扶平

(南昌輝蝶混凝土有限公司,江西 南昌 330096)

0 研究背景

隨著混凝土行業(yè)的發(fā)展,各原材料的使用,混凝土在施工中不同部位與結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及施工方式的要求越來(lái)越高。而混凝土在生產(chǎn)使用中,季節(jié)溫度的變化及當(dāng)?shù)卦牧系墓芸?各原材料出現(xiàn)不同情況的變化,其中砂石含泥量(含泥含粉量)多少會(huì)直接影響到生產(chǎn)出來(lái)的混凝土性能與質(zhì)量,需要進(jìn)行嚴(yán)格管控。

1 原理

(1)泥的成份：砂石含泥量帶入混凝土中的泥土,主要成分包括方解石、白云石、伊利石、石英、長(zhǎng)石及云母,這幾種成分的晶型結(jié)構(gòu)如圖1。

圖1

(2)泥的測(cè)定：按國(guó)標(biāo)(GB/T 14684-2001)進(jìn)行亞甲基藍(lán)測(cè)試,確定為泥土。

(3)泥(又稱粘土)對(duì)混凝土的影響機(jī)理：泥對(duì)混凝土影響一是表現(xiàn)為對(duì)聚羧酸減水劑的超吸附作用降低了減水劑的分散作用[1],二是泥的層間吸水作用減少了混凝土的游離水,導(dǎo)致漿體流動(dòng)性變差。圖2表示了泥對(duì)聚羧酸減水劑的吸附。

圖2

(4)不同種砂石常規(guī)實(shí)驗(yàn)。

選取市場(chǎng)上不同含泥量(含泥含粉量)的3種砂與3種石子,各性能情況如表1-4-1,1-4-2。

表1-4-1 3種砂子性能情況

表1-4-2 3種石子性能情況

混凝土實(shí)驗(yàn)采用配比如表1-4-3。

表1-4-3 實(shí)驗(yàn)C30配合比

混凝土性能結(jié)果如表1-4-4。

表1-4-4 不同種砂石C30配合比混凝土實(shí)驗(yàn)情況

由表1-4-4可以看出,不同種砂石的混凝土對(duì)外加劑的摻量敏感,含泥量越高的砂子需要的外加劑摻量越高,同時(shí)坍損越快；石子含泥含粉量越大,外加劑摻量越高且坍損越快。這主要是因?yàn)楹嗔亢哿康脑黾訉?duì)水的需求更多,同時(shí)還吸附了外加劑。

(5)泥的影響：相關(guān)研究表明含泥量不僅對(duì)混凝土生產(chǎn)料的干稀會(huì)造成很大的影響,使得外加劑的摻量與用水量敏感,同時(shí)會(huì)影響到混凝土施工使用以及相關(guān)質(zhì)量(包裹凝結(jié)時(shí)間、強(qiáng)度等)問(wèn)題。

2 原材料

(1)水泥：萬(wàn)年青水泥P.O42.5,比表面積為365m2/kg,細(xì)度為2.3%,初凝時(shí)間與終凝時(shí)間分別為145min、220min,28天抗折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度分別為7.8MPa、49.2MPa。

(2)砂：河砂,細(xì)度模數(shù)2.7,含泥量0.4%,堆積密度1490kg/m3。

(3)礦粉：II級(jí)礦粉。

(4)粉煤灰：II級(jí)粉煤灰,細(xì)度16.5%,需水量比99%,燒失量0.85。

(5)含泥石粉：石子中篩于含泥石粉,MB值為3.9,各指標(biāo)含量如表4-1-1。

表4-1-1 石粉各指標(biāo)含量

(6)外加劑：試驗(yàn)所使用的母液助劑供應(yīng)公司,見(jiàn)表4-1-2。

表4-1-2 母液及助劑供應(yīng)公司

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

研究混凝土砂石含泥量(含泥含粉量)多少對(duì)生產(chǎn)中混凝土性能與質(zhì)量的影響,抗泥粉外加劑對(duì)其的改善作用。

實(shí)驗(yàn)方法

新拌混凝土實(shí)驗(yàn)按照GB/T 50080-2011《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

砂漿流動(dòng)度參考GB 50119-2013《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》的實(shí)驗(yàn)方法,進(jìn)行同配比砂漿的流動(dòng)性實(shí)驗(yàn)(扣除10公斤用水及全部石子,膠材量及砂用量保持不變)。

外加劑勻質(zhì)性根據(jù)GB/T 8077-2012《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》進(jìn)行。

3.1 抗泥粉外加劑母液與助劑的選取

選擇母液(S08D、S08C、S05A)與助劑進(jìn)行凈漿、砂漿、混凝土進(jìn)行實(shí)驗(yàn),選取出最合適的母液與助劑。實(shí)驗(yàn)用砂漿配合比,如表3-1-1。

表3-1-1 混凝土配合比及砂漿配合比(Kg/m3)

將各母液復(fù)配成含固相當(dāng)?shù)某善?砂漿實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3-1-2,由表可以看出母液S08C的效果最好。

表3-1-2 母液砂漿實(shí)驗(yàn)

選取S08C作為母液,加入各助劑配置成相當(dāng)?shù)某善?各緩凝劑砂漿實(shí)驗(yàn)如表3-1-3,由表可以看出緩凝劑H1效果略好,但各組差異不是很明顯。

表3-1-3 緩凝劑砂漿實(shí)驗(yàn)

3.2 含泥石粉量不同對(duì)混凝土性能的影響

選取效果最好的S08C,與緩凝劑及其它助劑配置成樣品,進(jìn)行混凝土實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)用配比(含泥石粉取代砂)如表3-2-4,性能情況如表3-2-5。

表3-2-4 C30混凝土實(shí)驗(yàn)配合比(Kg/m3)

表3-2-5 混凝土性能情況

從表3-2-5可以看出,同等級(jí)混凝土在相同水灰比的條件下,含泥石粉的提高,需通過(guò)增加減水劑的摻量來(lái)改善混凝土流動(dòng)性,且添加幅度較大,但比普通混凝土的保水性好,粘聚性強(qiáng),泌水少。從1h坍落度來(lái)看,隨著含泥石粉用量的提高,坍落度的保留值越來(lái)越小。這主要在于相比與河砂,石粉含有的0.16mm以下的顆粒,使混凝土的總比表面積增加,混凝土中的包裹用水量增大從而需要更高的外加劑摻量來(lái)滿足流動(dòng)性要求。而抗壓強(qiáng)度方面則有所提高,這主要由于含泥石粉中的粒徑小于0.16mm的顆粒在拌合期間起到了水泥漿的作用[2]。而石粉的尖銳棱角也使得集料與漿體的咬合力得到增強(qiáng),有利于漿-集料界面的改善。

3 抗泥粉型外加劑改進(jìn)(增加保坍劑S10D)

按表3-3-7配置外加劑,并進(jìn)行混凝土實(shí)驗(yàn)。

表3-3-6 抗泥粉型外加劑配比

表3-3-7 C30混凝土實(shí)驗(yàn)配合比(Kg/m3)

按表3-3-6的配比配置外加劑,進(jìn)行C30配合比實(shí)驗(yàn),混凝土性能如表3-3-8。

表3-3-8 混凝土性能情況

從表3-3-8可以看出,同等級(jí)混凝土在相同水灰比的條件下,含泥石粉量的提高,需通過(guò)增加減水劑的摻量來(lái)改善混凝土流動(dòng)性。外加劑配方2大量使用保坍劑S10D摻量提升的幅度要小些,同時(shí)坍落度損失也得到一定的控制。含泥石粉含量的增加一方面需要更多的水,同時(shí)也對(duì)外加劑更大的吸附。

4 結(jié)論

(1)同等級(jí)混凝土在相同水灰比的條件下,含泥石粉的提高,需通過(guò)增加減水劑的摻量來(lái)改善混凝土流動(dòng)性,且添加幅度較大,但比普通混凝土的保水性好,粘聚性強(qiáng),泌水少。從1h坍落度來(lái)看,隨著含泥石粉用量的提高,坍落度的保留值越來(lái)越小。

(2)對(duì)抗泥外加劑進(jìn)行改進(jìn),大幅增加外加劑中的保坍組份,提高含固量,但不改變減水率,可以降低因含泥石粉提高而引起的外加劑摻量提升的幅度,并控制坍落度損失。

(3)抗泥型外加劑主要考慮降低泥粉對(duì)外加劑的吸附,通過(guò)變相的提高抗泥外加劑的含固量,填充進(jìn)保坍劑、阻泥劑或其他物質(zhì),降低混凝土生產(chǎn)的摻量波動(dòng),同時(shí)保障經(jīng)時(shí)損失。

[1]張麗超.骨料中含泥量對(duì)聚羧酸系外加劑工作性能影響的研究[J].長(zhǎng)春工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2013,14(3):4-7．

[2]卓學(xué)軍.淺析混凝土外加劑在建筑工程中應(yīng)用[J].黑龍江交通科技,2013,33(4):141-141．