机制砂与聚羧酸减水剂的适应性研究.docx

机制砂颗粒形状粗糙尖锐、多棱角，并且机制砂颗粒内部微裂纹多、空隙率大、比表面积大，加上石粉含量高等特点，造成机制砂混凝土与天然河砂混凝土相比有较大的差异。国标规定C30～C50混凝土用机制砂石粉含量在5%以下，而未经处理的机制砂一般石粉含量在10%～15%左右。若用水洗去除石粉不仅浪费材料、污染环境，且经水洗后的机制砂部分0.15mm，0.3mm乃至0.6mm的颗粒也被带出，破坏了机制砂的原有级配，导致配制的混凝土粘聚性较差，混凝土成本增加。

聚羧酸减水剂作为一种新型的高性能减水剂，具有减水率高、保坍性好、混凝土收缩率低等优点，同时产品不含甲醛等对人体有害的物质，是一种绿色环保产品，目前已广泛应用于实际工程中。然而，与天然砂相比，聚羧酸减水剂在机制混凝土中表现出了更高的敏感性，更低的适应性。聚羧酸减水剂的类型、减水剂掺量、机制砂中石粉含量等因素，都会引起混凝土的流动性不好、泌水、离析等现象，对混凝土的泵送施工性能、力学性能和耐久性都造成了不利影响。

因此，本试验研究采用各类型聚羧酸减水剂和不同石粉含量的机制砂，进行胶砂与混凝土性能试验，从而开展聚羧酸减水剂与机制砂之间的适应性研究，进而指导机制砂混凝土外加剂的筛选，具有一定的工程实际意义。

1试验部分

1.1试验原材料

P.O42.5普通硅酸盐水泥，黄石华新水泥厂产；机制砂，象山磊顺产；石粉（从机制砂中筛分取得）；Ⅰ级粉煤灰，武汉阳逻电厂产；S95级矿粉，武汉黄陂产；碎石（粒径5~20mm，连续级配）；5种聚羧酸减水剂：分别编号为T-1（上海高铁）、T-2（陕西黄峪）、T-3（德国巴斯夫）、T-4（江苏尼高）和T-5（湖南家美乐素）。

1.2试验方法

水泥胶砂流动度按规范GB/T2419-2005《水泥胶砂流动度测定方法》进行测试；外加剂的性能按GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》和GB/T8076-2008《混凝土外加剂》进行测试。

2试验结果与分析

2.1减水剂吸附性试验

将300g水泥和120ml减水剂溶液混合制成浆料，静置0.5h并间歇搅拌，用抽滤方法将减水剂溶液从浆料中分离出来，并用去离子水稀释至适宜浓度，溶液中的残留减水剂浓度用紫外可见分光光度计测定。为方便比较研究，将本试验数据转化为不同减水剂的浓度比值，定性分析不同减水剂随时间变化规律。结果如图1所示。

由图1可知，当浆体吸附90min时，用T-2减水剂配制的浆体中，减水剂浓度比值最高，说明T-2减水剂在机制砂浆体中的残留量最高，而减水剂残留量越多，补充水泥水化消耗减水剂的能力越强，流动度保持能力越强，与机制砂的适应性越高。

在石粉含量为15%时，测试浆体中T-2减水剂的浓度比值的变化，结果如图2所示。

由图2可知，T-2减水剂在浆体中使用时，一定时间后，先前被石粉和水泥吸附的减水剂分子会重新释放出来，再起分散作用，从而会保证浆体良好的流动度及其保坍性，同时也说明T-2减水剂对高石粉含量（15%）的机制砂具有很好的适应性。

2.2混凝土性能测试

试验采用的C50机制砂混凝土配合比为：水泥288kg/m3，粉煤灰96kg/m3，矿粉96kg/m3，机制砂（石粉含量8%）761kg/m3，碎石1009kg/m3，水胶比为0.31，减水剂掺量3.4kg/m3。将自制的陕西黄峪聚羧酸减水剂T-2和德国巴斯夫的T-3进行混凝土试验对比，结果如表1所示。

由表1可知，自制的聚羧酸减水剂T-2和德国巴斯夫的T-3拌制的机制砂混凝土均具有良好的工作性和保坍性，不同龄期的抗压强度前者略高于后者，说明自制T-2减水剂与机制砂混凝土的适应性略优于同国外产品。

3结论

（1）对于同一种减水剂，随机制砂中石粉含量的增加，减水剂的饱和点增大；而对于同一石粉含量，不同的减水剂的掺量饱和点也不同；不同减水剂对不同石粉含量的机制砂的适应性不同

（2）自制的机制砂专用聚羧酸减水剂T-2和国外某知名品牌产品T-3对机制砂的适应性较其它产品高，且二者的分散性和保坍性相当。

（3）自制减水剂T-2在浆体中存在先吸附后释放的过程，体现出良好的保坍性，与高石粉含量的机制砂具有很好的适应性。

（4）采用减水剂T-2和T-3拌制的机制砂混凝土，其工作性和保坍性良好，不同龄期的抗压强度T-2略高于T-3，说明自制T-2减水剂与机制砂混凝土的适应性略优于同国外产品。