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含泥量对掺不同减水剂水泥胶砂流动度的影响

添加日期:2016/9/13 10:41:43   作 者:霍利利  来源:   浏览次数:

 摘要含泥量大是混凝土制备与应用的一大问题。由于砂子中的泥土比水泥更具有强烈吸附聚羧酸减水剂分子能力,极大地消耗掉减水剂,从而导致减水剂呈现出减水率不足、坍落度损失大等现象,影响混凝土的后期性能。本文通过在胶砂中掺加自制泥充当砂子中的泥选取高减水型减水剂108与保坍型减水剂1065HBT复配,选择最适宜的减水剂配方来降低高含泥量对混凝土的影响,提高其性价比,将对混凝土外加剂和混凝土行业的发展都具有重要意义。

关键词:含泥量;水泥胶砂;流动度;强度

 

前言

    随着混凝土技术的不断发展,使用聚羧酸系减水剂配制高性能混凝土已成为混凝土的发展趋势,虽然聚羧酸系减水剂具有诸多优点,但近年来,随着国内建设规模的不断扩大,天然砂资源紧缺,质量稳定、性能优良、颗粒级配良好、泥含量小的砂越来越少[1,2]。大量高含泥量的砂被直接用于混凝土中,对掺聚羧酸系减水剂混凝土的和易性、强度和耐久性等均造成不利的影响,引起工程质量事故,已成为一种普遍现象。当混凝土体系中含泥量较高时,易使减水剂呈现出减水率不足、坍落度损失大等现象,且一定程度上影响混凝土的后期性能。研究表明:碎石和砂中粘土的存在会降低混凝土的强度,特别是对强度等级高的混凝土影响更为明显;骨料中粘土的存在对聚羧酸减水剂分子有强烈的吸附作用,从而导致其在混凝土中的使用效果大幅降低[3]

   含泥量是指天然砂中粒径小于0075mm的颗粒含量。混凝土集料中的含泥量由粗集料含泥量和细集料含泥量两部分组成。粗集料中所含的泥容易经冲洗去除,细集料所含的泥与砂中细小颗粒混杂在一起,洗砂会耗费大量的人力、物力,增加施工成本而且易带出小于0.315 mm的砂颗粒,同时破坏了原有砂的级配,研究细集料含泥量对混凝土性能的影响显得尤为重要[4]

由于水泥胶砂是水泥浆和混凝土的过渡物,在性能上更接近混凝土,可以认为是一种细集料混凝土[5] 。为了排除粗集料粒形、粒径和级配的干扰,本文先采用自制泥、膨润土、高岭土、重钙来充当砂子中的泥,用来作为减水剂抗含泥量研究,从中选取自制泥,用高减水型减水剂108分别在胶砂中掺含泥量为3%5%10%15%的自制泥,选取最适宜的掺量,用于高减水型减水剂108与高保坍型减水剂1065HBT复配后做胶砂对比,选择最适宜的减水剂配方来降低高含泥量对混凝土的影响,提高其性价比,将对混凝土外加剂和混凝土行业的发展都具有重要意义。

 

1、试验设计、方法和材料

 

1.1 原材料

水泥:海螺P.O42.5;自制泥、膨润土、高岭土、重钙;标准砂;公司现有减水剂样品:1081065HBT

1.2 主要仪器及设备

电子称、水泥胶砂搅拌机

13 性能测试方法

GB/T 8077—2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》中规定的方法分别测定水泥胶砂流动度。减水剂掺量为水泥重量的折固百分比,以流动度锥形试模测试胶砂流动度,分别记录初始、1h后的流动扩展度数值,单位为mm

 

2、结果讨论

 

2.1  不同种类黏土对高减水型减水剂108性能的影响

    聚羧酸减水剂分子结构中的-SO3H-OH-COOH-NH2等基团主要吸附在水泥颗粒或其水化产物表面,形成一定厚度的吸附层,通过空间位阻和静电斥力等作用大大改变了固液相界面的物化性质和颗粒间的作用力,破坏了水泥颗粒间的絮凝结构,使水泥粒子暂时处于均匀分布的稳定状态,从而发挥其减水分散作用,保证了新拌水泥浆的流变特性。但是,黏土是混凝土制备过程中不可避免引入的组分,黏土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时,黏度会降低,而其流动性则会增加,静止后逐渐恢复原状。然而,泥浆放置一段时间后,在保持原水分不变的条件下也会出现变稠和固化的现象。由表一可以看出,不同黏土对减水剂的吸附特性是有区别的。掺加膨润土和重钙后对减水剂性能无明显影响,而高岭土对减水剂性能影响较大,只有自制泥对减水剂性能影响适中,有利于下一步试验。

表一   不同种类黏土同掺量条件下对减水剂108性能的影响

 黏土种类

掺量5%

水泥胶砂流动度(mm

初始

1h

纯水泥

240

200

自制泥

215

180

膨润土

220

190

高岭土

200

135

重钙

220

200

2.2  含泥量对高减水型减水剂108性能的影响

胶砂的流动性是反映聚羧酸减水剂塑化效果的重要指标之一,由于黏土矿物较高的比表面积和层状结构,具有一定的电化学性质,使黏土能吸附较多的水分,减少了浆体中的自由水,随着黏土含量增加,其对减水剂的吸附量也增多,降低了减水剂的有效利用率,直接影响混凝土的施工性能。表二可以看出,选取自制泥来充当砂子中的泥,在水泥砂浆中掺入自制泥,随着自制泥掺量的提高,胶砂的初始流动度降低,1h后流动性损失增大。当砂子含泥量小于10%时,砂浆初始和1 h流动度下降明显。当砂子含泥量为15%时,砂浆的初始和1 h后流动度损失太大,不适宜下一步试验,所以选取标准砂掺含泥量为10%的自制泥进行下一步实验。

表二  砂子含泥量对高减水型减水剂108性能的影响

砂子含泥量

(自制泥)

水泥胶砂流动度(mm

初始

1h

0%

240

200

3%

220

190

5%

215

180

10%

200

145

15%

160

100

 2含泥量对掺不同减水剂的水泥胶砂流动度的影响

不同类型的聚羧酸减水剂受黏土影响的程度不同,采用高减水型减水剂108与高保坍型减水剂1065HBT7:3配比,以水泥中掺加10%的自制泥充当砂子中的泥做胶砂对比,从表三可以看出,与5H复配胶砂初始较高,但1h后损失较快,与106复配1h后保持较好,但胶砂初始较差,而与BT复配胶砂初始相当,1h后保持较好。

表三  含泥量对不同减水剂水泥胶砂流动度的影响

减水剂类型

水泥胶砂流动度(mm

初始

1h

108

200

145

108:106

180

160

108:5H

210

118

108:BT

200

155

            

3、结论

 

1、不同黏土对聚羧酸减水剂的影响程度不一样,本文采用自制泥、膨润土、高岭土、重钙来充当砂子中的泥,所做的实验显示掺加膨润土和重钙后对减水剂性能无明显影响,高岭土对减水剂性能影响较大,而自制泥对减水剂性能影响适中。

2、黏土在水泥中的掺量提高,胶砂的初始流动性、经时损失增大。

3、黏土在聚羧酸减水剂应用中的影响程度也不同,这与聚羧酸减水剂本身种类和性质有关。本文实验证明:以水泥中掺加10%的自制泥充当砂子中的泥,用高减水型减水剂108与高保坍型减水剂BT复配较为理想,有抵抗黏土对掺聚羧酸减水剂影响的作用。

 

参考文献

 

[1] 桓勇,马保国.不同含泥量对两类减水剂性能影响规律研究.行业科技.

[2] 许国林,黎韬,林鹏,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

[3]孔凡敏,孙晓明,杨励刚,等.砂含泥量对掺聚羧酸高性能减水剂混凝土的技术经济指标影响叨.混凝土,201l(2)95—97

[4]刘国栋,关志梅,魏春涛.砂子含泥量对掺用聚羧酸高效减水剂混凝土件能的影响及有效对策,混凝土,20084

[5]王子明,程勋,李明东。不同黏土对聚羧酸减水剂应用性能的影响。商品混凝土,2010年第3期。

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