前言

       聚羧酸減水劑減水率高、強度發(fā)展好、混凝土耐久性優(yōu)良，是現(xiàn)代高性能混凝土必不可少的組分，但由于自身分子結(jié)構(gòu)的原因，聚羧酸對混凝土原材料要求較傳統(tǒng)萘系和脂肪族等高效減水劑更為嚴(yán)格。當(dāng)前砂石集料緊缺和商品混凝土的不規(guī)范生產(chǎn)使得混凝土中泥的帶入較以往更加容易。由于泥粉中的黏土呈現(xiàn)的礦物層間結(jié)構(gòu)對聚羧酸減水劑形成吸附，造成混凝土工作性能的降低，從而對混凝土結(jié)構(gòu)強度和耐久性造成不良影響，因此有必要對混凝土中泥的來源進行分析，進而研究其對聚羧酸減水劑性能的影響，以對混凝土生產(chǎn)和聚羧酸減水劑的應(yīng)用提供理論和技術(shù)參考。

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       1 混凝土中泥的來源

       1.1 集料中的泥

       當(dāng)前國家對砂石礦產(chǎn)資源開采的環(huán)保要求不斷提高，高品質(zhì)骨料的生產(chǎn)成本大幅增加，與此同時混凝土作為我國建筑結(jié)構(gòu)材料，隨著國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的深入，需求量持續(xù)增加，供需矛盾造成低品質(zhì)集料在混凝土生產(chǎn)中的大量應(yīng)用，這些集料往往含粉含泥量較高，成分也有所不同。王智等人的研究認為集料的泥主要由高嶺土、伊利土和蒙脫土組成，并分析了三種不同的黏土的分子結(jié)構(gòu)，目前由于泥組分的測試技術(shù)相對不成熟，具體泥中的組分也無法準(zhǔn)確判定，一般認為泥是三種黏土礦物的混合物。

       粘土吸水易膨脹，同時水分散失后也會造成收縮，含泥量高的混凝土更易產(chǎn)生混凝土結(jié)構(gòu)安定性不良的問題。業(yè)內(nèi)通常用膨脹容來評定粘土的膨脹性能，經(jīng)過測試，高嶺土的膨脹容遠大于伊利土和蒙脫土（表 1）。

       1.2 攪拌站廢水中的泥

       出于環(huán)保的要求，攪拌站生產(chǎn)的廢水按照 JGJ 63—2006《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》進行循環(huán)利用，但部分?jǐn)嚢枵窘?jīng)過初略沉淀之后就直接應(yīng)用于混凝土生產(chǎn)。攪拌站廢水中的泥主要來自運載車輛的清潔、生產(chǎn)設(shè)備的沖洗以及部分地表水，這些成分來源復(fù)雜，也造成了攪拌站廢水中污泥組分具有波動性，一般認為攪拌站廢水中的粉體顆粒為未水化的水泥、粉煤灰和礦粉的粉體，地表粉塵等，通過將這些廢水烘干，進行化學(xué)組成分析，得到攪拌站廢水中泥的化學(xué)組成，見表 2。

       2 泥對摻聚羧酸減水劑工作性能的影響

       2.1 工作性能

       泥對聚羧酸減水劑的吸附機理目前存在較大爭議，主要由競爭吸附和插層吸附兩種觀點。泥含量對聚羧酸減水劑的影響較為顯著，學(xué)者也做了大量研究工作。蔡心映測試了砂中不同含泥量的水泥膠砂減水率，當(dāng)含泥量超過 5% 時聚羧酸減水劑失去減水作用，經(jīng)時損失也較大。程勛的研究發(fā)現(xiàn)集料中泥或泥塊含量的增加使得混凝土初始坍落度和擴展度下降，同時經(jīng)時工作性能降低，且含泥量超過一定范圍，新拌混凝土失去流動性，聚羧酸減水劑失去應(yīng)有的減水和保坍效果，隨著混凝土強度等級提高，含泥量對摻聚羧酸減水劑混凝土性能影響越大。王軍等同樣認為當(dāng)含泥量超過 3%時，混凝土坍落度影響顯著，當(dāng)含泥量達到 5%，混凝土干硬、無流動性，當(dāng)泥含量 10% 時，混凝土拌和困難，失去混凝土應(yīng)有的膠凝性和強度。唐盛軒[4] 對粘土礦物對聚羧酸減水劑的影響進行了分類，認為高嶺土對混凝土影響大于伊利土和蒙脫土，應(yīng)進行區(qū)別對待。污水中的泥同樣對聚羧酸減水劑造成不同程度的影響，穆建明等研究了廢水濃度對混凝土工作性能、力學(xué)性能等的影響，認為需要對拌和用水中的固含量進行控制（見表 3）。

       2.2 力學(xué)性能

       混凝土的力學(xué)性能是混凝土結(jié)構(gòu)安全的重要指標(biāo)，有關(guān)泥對混凝土力學(xué)性能的影響國內(nèi)外學(xué)者做了大量卓有成效的工作。

       王冠鋒通過外摻法測試不同含泥量的混凝土抗壓強度和抗彎強度，研究發(fā)現(xiàn)含泥量增加，混凝土力學(xué)性能降低較多，特別是當(dāng)含泥量超過 5% 時，力學(xué)性能大幅下降。王應(yīng)研究了泥對水泥砂漿抗壓和抗折強度的影響，發(fā)現(xiàn)泥對水泥膠砂強度產(chǎn)生不利影響，其中蒙脫土的影響最為強烈。但波等 采用攪拌站污泥取代粉煤灰研究了對混凝土性能的影響，研究表明污泥的活性較低，若利用微集料填充效應(yīng)需增加新拌混凝土的坍落度，認為少量污泥粉不會對混凝土 28d 抗壓強度產(chǎn)生不利影響；劉斌 則關(guān)注了含泥量對不同強度等級的混凝土強度影響，研究結(jié)果認為隨著含泥量的增加，含泥量對 C70 和 C40 混凝土的強度的影響程度遠大于其對 C25 混凝土強度的影響（見圖 1）。

       2.3 耐久性

       混凝土中含泥也會對混凝土耐久性及體積穩(wěn)定性造成不良的影響。許國林的研究表明，含泥量增加，摻聚羧酸減水劑混凝土的抗凍性、抗?jié)B性能等均有明顯下降，并對砂中含泥量進行限定 2%，才能達到道路混凝土耐久性的要求。李進輝的研究發(fā)現(xiàn)含泥量增加，混凝土體積收縮變大，抗氯離子和抗裂能力下降，認為含泥量應(yīng)控制在 1% 以內(nèi)。廖公云等人重點針對含泥量對混凝土干縮特性進行監(jiān)測，含泥量增加，干縮可能性增加，應(yīng)控制在 0%～1% 以內(nèi)。袁杰等人發(fā)現(xiàn)隨著砂石中含泥量的增加，C60 混凝土強度下降較明顯，對氯離子擴散系數(shù)的影響較 C30 混凝土更為明顯。上述學(xué)者的研究報告均認為含泥粉對混凝土強度和耐久性不利，但對于控制混凝土中含泥量范圍存在分歧，一方面可能所在地區(qū)泥的性質(zhì)不同，存在物理化學(xué)上的差異，另一方面應(yīng)對不同強度等級的混凝土進行區(qū)別對待，高強度等級的混凝土更應(yīng)控制含泥量。

       3 結(jié)語

       根據(jù)前文所述，混凝土中泥主要由砂石集料和攪拌站循環(huán)水中引入，控制混凝土的質(zhì)量應(yīng)從這兩個方面著手，控制砂石集料泥的引入，更加關(guān)注機制砂 MB 值的波動，同時攪拌站廢水應(yīng)按照混凝土拌和用水規(guī)定進行重復(fù)使用；同時積極開展阻泥劑和阻泥減水母液的研發(fā)，亞硫酸鹽和偏硅酸鈉等應(yīng)用于降低泥對聚羧酸減水劑的吸附通過對原材料的重點把控和減水劑技術(shù)的更新創(chuàng)新，將泥對混凝土的影響程度的降低，推動聚羧酸減水劑的應(yīng)用。