一种快速检测机制砂与聚羧酸外加剂吸附性的方法

练中明

（宜宾通泰商品混凝土有限公司，四川 宜宾 644100）

0 引言

近年来，随着我国经济快速发展，带动了大规模的基础设施建设，而作为建设的原材料——砂石，其消耗量十分巨大。但天然资源逐渐短缺，环保政策也越来越严格，河道、湖泊禁采禁挖，另一种可替代材料——山碎石、山机砂，正不断涌进市场。但山碎石、山机砂不同于河碎石、天然砂：一是山石的母岩种类繁多，如石灰岩、花岗岩、片麻岩、凝灰岩、砂岩等等，而不同种类的岩性（包括：矿物成分、表面微观结构特性、吸水性、酸碱性等）与当今主流的混凝土聚羧酸外加剂相容性相差很大；二是山碎石、山机砂还会随着岩层的变化及岩石在破碎制备过程中不可避免地混入泥土、草皮、树根等，而且岩石的母岩中会或多或少地夹杂有害成分，如蒙脱石、高岭土、伊利石等，此类岩石制备的山碎石强度可以，机制砂外观看起也干净，但极易吸附聚羧酸外加剂，会造成外加剂掺量超高、波动大；三是山碎石、山机砂的外观形状普遍不规整、不浑圆，针片状、棱状大有存在，这与破碎的设备和生产工艺十分相关；四是相关从业人员技术能力普遍偏差：山碎石、山机砂破碎生产工艺的主要从业人员是之前供应水泥、熟石灰、砖窑、道路使用碎石等厂家的人员，此类厂家对山碎石、山机砂的外观形状、颗粒级配无过多要求，对夹杂在其中的有害物质泥块、草皮、有害矿物岩分等要求也不是很高。混凝土行业的某些从业人员，包括搅拌站的领导层、材料的采购部门、试验室的技术人员，对成品碎石、机砂的性能都处于慢慢摸索、试验阶段，在理论经验和实践经验都欠缺的情况下，造成对砂石材料入厂质量的把控上不足、不严，从而影响混凝土产品质量。综合以上多种因素，山机砂的复杂性会造成混凝土拌合物质量波动过大。

现行规范检测机制砂与聚羧酸外加剂的吸附性指标是亚甲蓝值（MB），但要测出 MB 值，检测过程会有些复杂且耗时较长，包括：亚甲蓝试剂的配制、机制砂的烘干、筛分、称量、搅拌、滴定、颜色判定、计算等，而得到的 MB 值与实际生产过程中的外加剂掺量线性相关性并不是很强（很可能是由于机制砂对亚甲蓝的吸附，与对聚羧酸的吸附不一致造成的）。而更加标准、接近生产的试验方法是打混凝土试配，但这样需要更多的原材料、人手和时间，耽误不起。因此我们从实践中摸索了一种快速检测机制砂与聚羧酸外加剂吸附性能的胶砂试验方法，以供大家参考。

1 原材料

（1）试验机制砂

原状机制砂不经过任何处理，但取样一定要均匀、有代表性。机制砂的细度模数、级配、外观形状、石粉含量、含水率，则需要经验丰富的检测人员通过肉眼、手感来综合判断，并结合现在使用的碎石，给出一个砂率（以普通 C30 为基准），以及根据机制砂材质情况给出一个适当偏下的外加剂掺量。

（2）水泥、掺合料、聚羧酸外加剂

其它原材料以现在生产中使用的为准，但不包括碎石。

2 试验方法

（1）试验仪器、工具准备

包括：电子天平（精度不小于 0.01g），瓷盘，水泥胶砂搅拌锅，勺子（钢制），各类量杯等。

（2）配合比的产生

以现行使用的普通 C30 配比为基准，砂率根据试验机制砂与生产用碎石得出，并把机制砂的含水率算进。

例：产生一个 C30 生产配合比（假定机制砂的含水量为 2.0%，聚羧酸外加剂掺量为 2.2%）。C30 商品混凝土配合比见表 1。

表1 C30 配合比 kg/m3

水泥、掺合料、砂、石根据各自实际使用的，结合计算方便为宜。

以 2.5L 做试验（可以根据情况，取 2L 或 3L），设计一个 C30 施工砂浆配合比（因不用碎石，单方用水量减少 5kg）。C30 砂浆施工配合比见表 2。

表2 C30 砂浆施工配合比 kg

称取好各原材料的量后，先把水泥、粉煤灰、外加剂、水（保留少量的水，到后面不够时再加）倒入搅拌锅内，混合搅拌均匀（用勺子，人工），搅拌成水泥浆后，再慢慢加入机制砂，并随时搅拌，观察砂浆状态，判定用水量或外加剂用量是否足够：（1）砂浆已离析泌水了，重新称量做试配，减少外加剂掺量和用水量；（2）砂浆状态合适，就以此为准；（3）砂浆偏干或干了，先倒入刚才剩余的用水，搅拌后若还是偏干，再逐渐称取一定的外加剂和用水（记住称取的外加剂和用水的重量。注意：这里称取的量十分重要，全凭试验人员的丰富经验），添加进去，再次搅拌均匀，直至砂浆的状态与生产中的预拌混凝土的砂浆大体一样即可。

最后计算单方加入了多少的外加剂用量和用水量，从而得出此种机制砂的 C30 配合比，利于指导原状机制砂的选取和生产中的使用情况。

3 试验结论

（1）此试验省去了亚甲蓝试剂的配制、机制砂的烘干筛分等较长耗时步骤。

（2）此试验得出的外加剂掺量与生产实际的外加剂掺量相关性较强，偏差在±0.1% 外加剂掺量。

（3）此试验对试验人员的个人经验要求较高，一是对原状机制砂各个技术指标，整体上要快速较准确地作出判定；二是试验中对外加剂、用水量的添加上，需要根据砂浆的状态，结合个人的丰富经验得出。（添加以外加剂用量为主，用水量为辅）。

（4）出现与实际生产偏差较大的原因有：1）取样数量少，不具有代表性；2）砂石厂家自身岩矿的母岩发生变化，或机制砂的生产制备工艺有不足，混入了其它有害物质；3）如果生产中使用的碎石材质较差，也会引起外加剂掺量偏高，因为我们试配时未考虑碎石材质情况。