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砂含泥量对掺聚羧酸系高性能减水剂混凝土性能的影响

编辑:华伟银凯   发布时间:2018-9-28 

  聚羧酸减水剂已成为当代混凝土不可缺少的原材料之一,对改善混凝土性能、提高混凝土强度具有重要作用,但聚羧酸减水剂对其他原材料具有一定敏感性,尤其是砂含泥量,因为泥会吸附大量聚羧酸减水剂,从而降低其减水效果。砂含泥量的增加对C25、C30混凝土的和易性及抗压强度影响不显著,但C40、C50混凝土的和易性及抗压强度随含泥量增加而下降。

  一、原材料

  采用P·O42.5水泥,二级粉煤灰,S95级矿粉,细度模数为2.7左右的Ⅱ区中砂,0~25mm的连续级配卵碎石,聚羧酸高效减水剂。其中,水泥、粉煤灰、矿粉的性能参数分别如表1~表3所示,混合料的配合比如表4所示。


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  二、试验方法

  混凝土拌合物坍落度的测试依据《普通混凝土拌合物性能试验方法》(GB/T50080—2016)进行;混凝土力学性能的测试依据《普通混凝土力学性能实验方法》(GB/T50081—2002)进行。

  三、试验数据处理

  先将砂子洗干净,含泥量不超过0.3%时,确定为砂子含泥量为0,然后将砂子中洗掉的泥按照3%、5%、7%、9%的比例掺入洗干净的砂子中,测试混凝土拌合物坍落度不变时,不同含泥量对混凝土拌合物和易性的影响;以及保持水胶比不变时,不同含泥量对混凝土力学性能的影响。

  1、砂子含泥量对混凝土拌合物性能的影响


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  由表5可知,随砂子含泥量增大,混凝土初始坍落度越来越低,砂子含泥量大于5%时,初始坍落度下降比较明显,损失也变大,在含泥量大于7%时,混凝土1h后几乎没有流动性。因为随含泥量增大,细小颗粒对聚羧酸系减水剂大分子的吸附量增大,导致需要增大减水剂的用量才能保持混凝土拌合物的和易性。而泥土的无机和有机杂质较多,必然会影响水泥颗粒对减水剂的吸附,因此,要保持坍落度不变,需要适当增大减水剂用量,从而满足水泥颗粒对减水剂分子的吸附。

  试验中也发现,在砂子含泥量为0时,混凝土出现轻微泌水现象,在砂含泥量为3%~5%时,混凝土流动性和黏聚性都比较好,说明适量含泥量可以改善混凝土和易性。在保持坍落度不变情况下,含泥量超过5%时,随着含泥量增大,混凝土拌合物坍落度的1h经时损失变化较大。

  2、不同含泥量对混凝土力学性能的影响


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  由表6可知,在保持水胶比不变时,混凝土28d强度随砂含泥量增加而降低,在砂子含泥量在3%以上时,强度下降较明显;砂子含泥量为9%时,混凝土强度降低约8MPa。

  混凝土的3种破坏形式:骨料破坏、水泥石破坏和界面破坏。在原材料质量稳定条件下,界面强度决定混凝土的抗压强度。在砂子含泥较多时,在一定程度上阻碍了水泥石与骨料之间界面的形成,有效界面的减少导致了混凝土强度的降低。同时,砂子中的泥土成分较复杂,某些杂质会影响水泥水化反应,也会影响混凝土强度。

  在一些地区,天然砂只有水砂或旱砂,砂子含泥量偏大,需用水清洗,但水洗砂子工艺复杂,泥浆难以处理,因此,砂含泥量过大时,要保持混凝土性能不变,需要增加胶凝材料和聚羧酸减水剂用量来满足要求,这样无形中增加了混凝土成本,因此,可以从配合比上进行优化,也可以从外加剂中着手,如掺入复合无机盐早强剂,或掺入一种能与减水剂竞争吸附于黏土颗粒表面的物质,降低因黏颗粒对外加剂吸附的影响。

 

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