近年來(lái)，環(huán)保管控越來(lái)越嚴(yán)，天然砂石開(kāi)采得到控制，機(jī)制砂石的使用得到大規(guī)模的推廣。砂石在破碎的過(guò)程中產(chǎn)生的泥與石粉無(wú)法分離，影響新拌混凝土質(zhì)量，所以常常采用水洗的方式處理。環(huán)保要求洗砂石的水需凈化處理，不能亂排放。因絮凝劑能使水溶液中的溶質(zhì)、膠體或者懸浮物顆粒產(chǎn)生絮狀沉淀，從而起到凈化水質(zhì)的作用，因此目前砂石生產(chǎn)企業(yè)廣泛使用絮凝劑來(lái)對(duì)洗砂水進(jìn)行凈化、過(guò)濾水質(zhì)，再次回收利用。但砂石生產(chǎn)企業(yè)只考慮了洗砂石水的排放符合環(huán)保要求，卻未考慮回收利用的洗砂石水中含有大量的絮凝劑會(huì)帶到機(jī)制砂石中，影響混凝土的質(zhì)量。

 

　　筆者受江蘇吳江某混凝土企業(yè)邀請(qǐng)解決混凝土坍損過(guò)快的問(wèn)題。混凝土拌好后出機(jī)坍落度達(dá)到215mm，經(jīng)過(guò)15～20分鐘后，坍落度只有100mm，嚴(yán)重影響混凝土澆筑施工，現(xiàn)場(chǎng)只有帶減水劑進(jìn)行再調(diào)整。為了查找原因，首先對(duì)混凝土企業(yè)的原材料進(jìn)行檢測(cè)分析。

 

　　1混凝土原材料

 

　　1.1水泥

 

　　試驗(yàn)采用南方水泥廠產(chǎn)的P·O42.5水泥，同時(shí)，水泥性能試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

 

 

　　1.2礦粉

 

　　試驗(yàn)采用張家港某廠生產(chǎn)的礦粉，等級(jí)為S95，其礦粉性能技術(shù)指標(biāo)如表2所示。

 

 

　　1.3粉煤灰

 

　　試驗(yàn)采用嘉興電廠的Ⅱ級(jí)灰F類，其性能技術(shù)指標(biāo)如表3所示。

 

　　1.4外加劑

 

　　試驗(yàn)采用聚羧酸減水劑，規(guī)格為HQL-2型，含固量18.06%，密度1.045g/cm3，混凝土減水率29.5%。

 

　　1.5機(jī)制砂

 

　　試驗(yàn)用細(xì)骨料采用浙江富陽(yáng)機(jī)制砂，其試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

 

 

　　1.6碎石

 

　　試驗(yàn)用粗骨料采用浙江富陽(yáng)碎石，規(guī)格為5～31.5mm連續(xù)級(jí)配，含泥量等指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。其試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

 

 

 

 

 

　　2配合比確定

 

　　根據(jù)原材料的質(zhì)量情況，經(jīng)過(guò)多輪試驗(yàn)驗(yàn)證，C25混凝土配比及工作性能見(jiàn)表6。

 

 

 

　　通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果分析，肯定是原材料自身出了問(wèn)題。采用排除法，最后鎖定在機(jī)制砂石上。機(jī)制砂石在水洗過(guò)程中摻有絮凝劑，導(dǎo)致了混凝土的坍落度損失加快，影響混凝土的質(zhì)量。為此，對(duì)絮凝劑進(jìn)行研究。

 

　　3絮凝劑

 

　　目前砂石企業(yè)比較普遍使用的幾種絮凝劑，分別是1200萬(wàn)分子量的陰離子型聚丙烯酰胺（PAM1）、分子量1800萬(wàn)的陰離子型聚丙烯酰胺（PAM2）、非離子型聚丙烯酰胺（PAM3）、陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺（PAM4）等。

 

　　3.1機(jī)制砂中絮凝劑的檢測(cè)

 

　　利用紅外光譜儀對(duì)絮凝劑和機(jī)制砂的沖洗水進(jìn)行分析，分析結(jié)果見(jiàn)圖1和圖2。

 

 

　　圖1為絮凝劑的紅外光譜圖，3433cm-1、2925cm-1附近為烴基（-C-H）的伸縮振動(dòng)吸收峰，1634cm-1為羰基（-C=C-CO-O-）的伸縮振動(dòng)吸收峰，1110cm-1為醚鍵（-C-O-C）的伸縮振動(dòng)吸收峰，判斷該絮凝劑為含有羰基、醚基的有機(jī)物。圖2為機(jī)制砂洗后水烘干紅外光譜圖，可以看出，圖2與圖1比較相似，出峰位置基本吻合，表明機(jī)制砂的沖洗水中含有該類絮凝劑。

 

　　3.2絮凝劑的原理與作用

 

　　由于礦產(chǎn)資源開(kāi)采，浮選在選礦中所占的地位越來(lái)越重要，它能通過(guò)聚丙烯酰胺等絮凝劑靈活有效的將礦物按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)加以分開(kāi)，使資源得到綜合利用。它的原理是使細(xì)粒的有用礦物絮凝成較大顆粒，脫脈出脈石細(xì)泥后再浮去粗粒脈石。載體浮選是用粒度適于浮選的礦粒作載體，使微細(xì)礦粒粘附于載體表面并隨之上浮分選；浮選用絮凝劑對(duì)調(diào)節(jié)礦物的可浮性，提高氣泡礦化過(guò)程的選擇性和浮選速度等方面都起著決定性的作用。聚丙烯酰胺是一種高聚物，可分為陰離子、陽(yáng)離子、非離子和兩性離子四大類。

 

　　3.3機(jī)制砂石中絮凝劑的含量

 

　　機(jī)制砂石在水洗過(guò)程中粘有絮凝劑，無(wú)法完全處理干凈，而企業(yè)沒(méi)有考慮到微量的絮凝劑能影響混凝土的工作性能。我們通過(guò)多次試驗(yàn)與檢測(cè)，目前使用的機(jī)制砂中絮凝劑的含量在0.2.0‰～0.8.0‰之間，視企業(yè)處理時(shí)絮凝劑量的控制程度。

 

　　3.4混凝土試驗(yàn)配合比

 

　　試驗(yàn)選用C25混凝土配合比，試驗(yàn)前，將絮凝劑與砂攪拌均勻再進(jìn)行混凝土試驗(yàn)，試驗(yàn)用混凝土配合比見(jiàn)表7。

 

 

　　4水泥凈漿與混凝土試驗(yàn)結(jié)果與對(duì)比

 

　　對(duì)不同種類絮凝劑對(duì)水泥凈漿流動(dòng)度的影響和不同種類、不同濃度絮凝劑對(duì)混凝土性能的影響進(jìn)行了試驗(yàn)對(duì)比，結(jié)果如表8、表9所示。

 

 

 

　　4.1不同種類絮凝劑對(duì)水泥凈漿流動(dòng)度的影響

 

　　從表8的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，摻入0.5‰濃度的4種絮凝劑，與基準(zhǔn)相比，水泥凈漿流動(dòng)度均不同程度減小，其中PAM2對(duì)水泥凈漿流動(dòng)度的影響最大，PAM1對(duì)水泥凈漿流動(dòng)度的影響最小，PAM3和PAM4對(duì)水泥凈漿流動(dòng)度的影響都比PAM1大。

 

　　4.2不同種類絮凝劑對(duì)混凝土流動(dòng)性的影響

 

　　不同種類不同濃度的絮凝劑對(duì)混凝土坍落度和擴(kuò)展度的影響，初始坍落度、1h坍落度和初始擴(kuò)展度、1h擴(kuò)展度柱狀分析圖如圖3、圖4。

 

 

　　通過(guò)表9和圖3、圖4可看出，外加劑摻量保持不變，絮凝劑加入后混凝土初始流動(dòng)度均有一定程度的降低。試驗(yàn)結(jié)果如下：（1）摻入不同濃度的PAM1混凝土初始流動(dòng)度和1h流動(dòng)度均小于基準(zhǔn)混凝土，且隨著PAM1濃度增大，混凝土1h流動(dòng)度損失也越大；當(dāng)濃度為1.0‰時(shí)，1h混凝土已無(wú)流動(dòng)性；（2）摻入不同濃度的PAM2，與基準(zhǔn)混凝土相比，混凝土初始坍落度和1h坍落度略有減小，但混凝土初始擴(kuò)展度和1h擴(kuò)展度均減小，但不同濃度影響相差不大；（3）摻入不同濃度PAM3，與基準(zhǔn)混凝土相比，混凝土初始坍落度和1h坍落度基本相當(dāng)，初始擴(kuò)展度和1h擴(kuò)展度均減小；（4）PAM4濃度越高，初始擴(kuò)展度越小，1h擴(kuò)展度損失越大。

 

　　4.3不同種類絮凝劑對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響

 

　　不同種類不同濃度絮凝劑對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響。7d和28d抗壓強(qiáng)度柱狀分析圖如圖5。

 

 

　　通過(guò)表9和圖5試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出，加入不同種類不同濃度的絮凝劑，混凝土抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)以下規(guī)律：

 

　　（1）加入PAM1混凝土7d和28d抗壓強(qiáng)度與基準(zhǔn)混凝土相比，均在試驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，并無(wú)明顯差異；（2）加入PAM2、PAM3、PAM4后，混凝土7d和28d抗壓強(qiáng)度均有所降低，且濃度越大，抗壓強(qiáng)度降低越明顯。三種絮凝劑在濃度為1.0‰，7d抗壓強(qiáng)度分別降低了3.0MPa、2.5MPa、2.9MPa，28d抗壓強(qiáng)度分別降低了4.3MPa、4.2MPa、4.8MPa。試驗(yàn)證明絮凝劑濃度越高，對(duì)混凝土強(qiáng)度影響越大。

 

　　5結(jié)論

 

　　通過(guò)與水泥凈漿流動(dòng)度、混凝土坍損與擴(kuò)展度、混凝土7d、28d的強(qiáng)度試驗(yàn)，砂石絮凝劑在混凝土中運(yùn)用，對(duì)混凝土質(zhì)量還是有很大影響，很多企業(yè)利用提高減水劑摻量來(lái)控制，效果并不明顯。尤其是聚羧酸外加劑，混凝土的流動(dòng)性差，坍損大，抗壓強(qiáng)度影響大；對(duì)于萘系與脂肪族減水劑而言，影響相對(duì)要小。從試驗(yàn)中可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)：

 

　　（1）無(wú)論加入何種絮凝劑，水洗砂石中的絮凝劑對(duì)摻聚羧酸減水劑的混凝土質(zhì)量會(huì)造成一定程度的影響，且絮凝劑濃度越高，不利的影響越大。

 

　　（2）1800萬(wàn)分子量的陰離子型聚丙烯酰胺對(duì)水泥凈漿流動(dòng)度影響最大。

 

　　（3）1200萬(wàn)分子量的陰離子型聚丙烯酰胺對(duì)摻聚羧酸減水劑的混凝土流動(dòng)性影響最大；且濃度越高，對(duì)聚羧酸減水劑摻量的影響越大。

 

　　（4）1800萬(wàn)分子的陰離子型聚丙烯酰胺、非離子型聚丙烯酰胺、陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度有一定影響，且濃度越高，強(qiáng)度降低越多。

 

　　（5）加強(qiáng)與機(jī)制砂石企業(yè)的溝通，1200萬(wàn)分子量的陰離子型聚丙烯酰胺對(duì)摻聚羧酸減水劑的混凝土流動(dòng)性影響最大，1800萬(wàn)分子量的陰離子型聚丙烯酰胺對(duì)水泥凈漿流動(dòng)度影響最大，應(yīng)避免使用該產(chǎn)品。

 

　　（6）降低絮凝劑的濃度，濃度不大于0.5‰，在拌制混凝土?xí)r應(yīng)該增加水泥用量與減水劑摻量來(lái)保證混凝土的工作性與強(qiáng)度，切不可在現(xiàn)場(chǎng)隨意加水來(lái)改變工作性能。