集料含泥量对聚羧酸减水剂的影响及处理方法初探

■方 歆，魏 鹏，曾春明 ■江西省建筑材料工业科学研究设计院，江西 南昌 330001

近年来，聚羧酸减水剂已得到了普遍应用，其高减水率、较高的性价比、优秀的保坍性能、拌合物良好的施工性能，在近年的应用过程中得到了广泛的认可，但在商品混凝土的应用中，聚羧酸减水剂对细集料中含泥量的敏感性也让从业人员头疼不已，含泥量稍有变化，拌合物的坍落度损失便会显著提高，工作性能严重下降，且混凝土后期力学性能下降。随着国内基础设施建设规模的不断扩大，优质天然砂资源愈发紧缺，大量高含泥量的砂石被直接用于预拌混凝土中。开发抗泥剂的工作，势在必行。

国内很多学者研究了砂中含泥量对聚羧酸减水剂吸附性的影响，提出了一些解决方案，其解决方案主要为两个方向:第一、胺类化合物嵌入聚羧酸分子链［1］;第二、开发小分子的具有被泥优先吸附性的抗泥剂［2］。本试验是通过在不同含泥量的条件下，对掺加了阻泥剂与未掺加阻泥剂的混凝土从拌合物性能以及力学性能两方面进行比对。

1 试验原材料

(1)水泥:万年青牌P.O42.5 水泥，比表面积374.6m2/kg，密度3.03g/cm3，28D 抗压强度48.6。(2)粉煤灰:九江电厂产Ⅱ级粉煤灰，细度11.8%，需水量比101%，烧失量4.1%。(3)磨细矿渣粉:高安南方建材有限公司产S95 矿粉;(4)细集料:采用赣江天然砂，经水洗处理，含泥量为0%。(5)粗集料:高安产反击破碎石，粒径5 -25mm，经水洗处理，含泥量为0%。(6)减水剂:某公司生产的聚羧酸高效减水剂。掺量1.2%时减水率21%。(7)泥:从商品混凝土搅拌站水洗砂的沉淀池中选取，烘干后研磨成粉末状。(8)阻泥剂:某公司合成的小分子量阻泥剂。掺量为胶凝材料总量的0.6%。

2 试验思路

根据JGJ55 设计出C30 混凝土配合比，固定材料用量、用水量后分别掺入细集料质量3%、5%、7%的泥，以观察含泥量递增对拌合物性能，力学性能的影响，之后掺入阻泥剂，与未掺加之前的性能进行比较。

3 配合比确定及试验

配合比单方用量见表1。

表1

拌合物性能与力学性能见表2。

表2

4 分析

4.1 拌合物性能

由表2 可知，随着含泥量的增加，混凝土拌合物性能逐渐下降，当含泥量为3%以内时，混凝土拌合物性能基本不受影响，掺加阻泥剂对拌合物性能影响可以忽略不计，在实际生产应用中无需掺加，而随着泥量逐渐增加至5%、7%，拌合物初始坍落度、扩展度开始下降，1h 经时坍落度、扩展度损失明显下降，以商品混凝土平均运输时间40 分钟计算，从站内拌合出的和易性良好的混凝土，运输到施工部位准备浇筑时，混凝土已难以正常浇筑施工了。

掺加了阻泥剂的混凝土含泥量对和易性的影响已大为降低，以7%含泥量的混凝土为例，不掺假阻泥剂时1h 经时坍损75mm，扩展度由470mm* 460mm 降低至360mm* 350mm，掺加了阻泥剂后1h 经时坍损下降至35mm，扩展度由520mm* 520mm 降低至440mm* 430mm，仍然具有施工性和可泵性。阻泥剂的作用机理其实就是因为聚羧酸减水剂较长的侧链易被泥土吸附，使得胶凝材料对聚羧酸的吸附量减少进而影响和易性的保持，阻泥剂中的短侧链虽然也易被泥土吸附，但其中的磺酸基团更易于吸附胶凝材料，且小分子醇也能抑制泥土吸附，故而平衡被打破，朝胶凝材料吸附的方向进行。

4.2 力学性能

由表2、图1 可知，随着含泥量的增加，混凝土抗压强度逐渐下降，当含泥量为3%以内时，混凝土力学性能也基本不受影响，掺加阻泥剂对力学性能的影响也可以忽略不计、随着含泥量逐渐增加至5%、7%，混凝土力学性能下降明显，掺加了阻泥剂的混凝土力学性能也同样下降明显，与未掺加的混凝土基本一致。在含泥量对混凝土力学性能的影响方面，阻泥剂并无贡献。

含泥量对混凝土力学性能的影响主要在于粘附在骨料周围降低骨料与砂浆的界面黏结强度，阻泥剂的使用并不能改变这一情况，从破型试件的破碎面观察，粗骨料并没有破碎，破坏是从水泥基和集料的黏结界面开始的。

图1 泥量对强度的影响

5 总结

(1)砂含泥量在3%以内时可以不掺加阻泥剂，对配合比进行微调即可。(2)砂含泥量3%以上的混凝土使用阻泥剂可以有效降低坍落度损失。(3)砂含泥量3%以上时混凝土强度大幅下降。(4)阻泥剂不能改善泥对强度的影响，含泥量过高的砂石还是应尽量避免使用，没有替换条件时应提高水胶比进行配合比验证后谨慎使用，即便如此，混凝土开裂的风险依然不可控。

［1］张明等.掺聚羧酸系减水剂混凝土用高含泥量抑制剂的研究［J］.新型建筑材料，2012(11)25 -28.

［2］许国林等.砂中含泥量对聚羧酸盐减水剂性能影响的研究［J］.广东建材，2010(12):13 -15.