水洗砂中絮凝劑對混凝土質量的影響分析

1、水洗砂中絮凝劑對混凝土質量的影響分析0.引言近年來，隨著建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，機制砂的大規(guī)模使用，使得絮凝劑在水洗機制砂中的應用 也得到了飛速的發(fā)展。砂石生產企業(yè)使用絮凝劑是因為機制砂大多為破碎石砂或山砂，它含 有不同種類和數量的泥與粉，需要采用水洗除掉其中大部分的泥與粉，以免影響混凝土的使 用。環(huán)保要求洗砂的水需凈化處理，不能亂排放，因絮凝劑能使水溶液中的溶質、膠體或者 懸浮物顆粒產生絮狀沉淀，從而起到凈化水質的作用，因此目前砂石生產企業(yè)廣泛使用絮凝 劑對洗砂水進行凈化、過濾水質，再次回收利用。但砂石生產企業(yè)只考慮了洗砂水的排放符 合環(huán)保要求，卻未考慮回收利用的洗砂水中含有大量的絮凝劑會帶入機制

2、砂中，對混凝土產 生不利影響。水洗砂帶入的絮凝劑對混凝土質量將產生怎樣的不利影響呢？本文作者對這個問題進行了系 統的實驗研究分析，得出了比較明確的結論，提出了使用絮凝劑的建議。為政府主管部門加 強砂石行業(yè)質量管理，規(guī)范砂石行業(yè)使用絮凝劑提供決策依據。1.試驗原材料和儀器1.1水泥所用水泥為紅獅P.O.42.5水泥，水泥性能指標檢測結果如表1所示。$1水靴硼果細度比稀1% (tn2/kg)S普件娘；瞽y M rn .-: ini min .% 里 %WPa Affa2,031。26,1 合格 162198 0,008 3,2-238 1.93S.251.41.2砂石細砂（SI）: Mx=1.4

3、1.8，含泥量3% ；建德環(huán)城；機制砂（S2）: Mx=2.4 2.8，含泥 量2% ；建德環(huán)城。小石（G1）:5 10mm,石粉含量1% ；建德環(huán)城；大石（G2）:5 31.5mm，石粉含量 1% ；建德環(huán)城。1.3外加劑外加劑選用科之杰新材料集團浙江有限公司生產的聚羧酸泵送劑，其勻質性指標和混凝土性 能指標檢測結果如表2和表3所示。表2泉飆勻質性指株鵬果Ci;%N述體血戡/ （g血）pH他0.050205I0&L0266,0表3泉酬麒土性能覦數據扁血7d抗礴度比 1%p8d225.610160150|1301071.4絮凝劑本實驗選用了目前砂石行業(yè)比較普遍使用的幾種絮凝劑，分別是1200萬

4、分子量的陰離子型 聚丙烯酰胺（PAM1）、分子量1800萬的陰離子型聚丙烯酰胺（PAM2）、非離子型聚 丙烯酰胺（PAM3）、陽離子型聚丙烯酰胺（PAM4 ）和聚合氯化鋁（PAC）。實驗之前， 根據實驗方案，將這些絮凝劑配制成不同的濃度。氯化鋁因會帶入氯離子嚴重影響混凝土質 量，不列入研究范疇。1.5紅外光譜儀PES pectrum Two，掃描范圍4000400cm-1,掃描次數32次，光譜分辨率4cm-1。2.1水洗砂中絮凝劑的檢測在實驗前，利用紅外光譜儀對某種絮凝劑和砂的沖洗水進行分析，分析結果如圖1、圖2。圖1為某種絮凝劑的紅外光譜圖，3433cm-1、2925cm-1附近為烷基(-C

5、-H)的伸縮振動 吸收峰，1634cm-1為羰基(-C=C-CO-O-)的伸縮振動吸收峰，1110cm-1為醚鍵(-C-O-C) 的伸縮振動吸收峰，判斷該絮凝劑為含有羰基、醚基的有機物。圖2為某機制砂洗后水烘干 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，表明砂的沖洗水中含有 該類絮凝劑。因此，利用紅外光譜儀對水洗砂中是否殘留絮凝劑進行檢測是可行的。圖1某絮凝劑紅外光譜圖圖2圖2某機制砂洗后水烘干紅外光譜圖2.2 試驗配合比試驗選用C30混凝土配合比，試驗前，模擬實際生產，將絮凝劑與砂攪拌均勻再進行混凝土 試驗，試驗用混凝土配合比見表4。表4 -跚土試驗盼比表4 -跚土試驗盼比

6、0S1S2G162W幺.3502008503506101708.053.試驗結果與分析3.1不同種類絮凝劑的試驗結果本文作者對不同種類絮凝劑對水泥凈漿流動度的影響和不同種類不同濃度絮凝劑對混凝土性 能的影響進行了試驗研究，試驗結果如表5、表6所示。表5不同種類紫凝劑水泥凈漿流劫度試蛟結果作品C也A?流鋤冷cmymm虞拱0碩87420PAM】。郵則S4,8176/124PACSOfl874.20約時購P.AM2g油300874,20r -PAM305知300S74.20160.1.32PAW。一 5濕300S74.201瑚如書6不同種類蘋M濃度票限劑混凝土性能試驗結染邱TflT iidtuun:

7、Kfi-KiKuun)-d MPa2時強明Wa基準10別一陽心5P.Aiil-103缸塾g心池MP.VIL245喘SO5200 JOjsaoo為&很3 3PAMIRSLU喘80S2O012SJ 4ft*29.503.01基;隹20g.O32io 2jQ5W-5WJ424殳契PAC-10.38,0?21S/21S423；4Sfl由利441PAC-2O.g210.21 S46W4 訕跆IJ5.O0PACTl.g8.05ziazio390.2053.6?42.J4PAM*!0-3刷S.05215理跨42430義.M41030州8.0522SZ22(i4602 洲52.2940$PAAB-3l.,gS

8、,05泌珈說徹遂株33基準3Q8.W, h 1 S加+0.也M九網PAMHOS哈B.0522/2S4W5 網51724頃PAMM點03S.05200200500/4SO29.2539.17PAA gLOoS.0521521:55-10/5302 4638 6PAW-1OKSOS22CW21S520S2Q30.41J9.77PAMHo.g210/205容04貌29.4239.01PAAI4-31.0s.o20200100-S-Q28 04J822注：基準1.基理Z基盜3均為沒有加入祭凝剖的混睇土、，從表5的試驗數據可知，摻入0.5%。濃度的5種絮凝劑，與基準相比，水泥凈漿流動度均不 同程度減小，

9、其中PAM2對水泥凈漿流動度的影響最大，其次為PAM1, PAC對水泥凈漿 流動度的影響最小，PAM3和PAM4對水泥凈漿流動度的影響相當。3.1.2不同種類絮凝劑對混凝土流動性的影響3.1.1不同種類絮凝劑對水泥凈漿流動度的影響流動課題研究了不同種類不同濃度的絮凝劑對混凝土坍落度和擴展度的影響，初始坍落度、1h坍 落度和初始擴展度、1h擴展度柱狀分析圖如圖3、圖43.1.1不同種類絮凝劑對水泥凈漿流動度的影響流動-初始坍落度.功田落度250rriFTi200 mm1 SQmmlOOnimSOrnrTiOmm250rriFTi200 mm1 SQmmlOOnimSOrnrTiOmm%i E,i

10、 CM.i id E享d ，至 一皇d cos 騷 Mi圖3不同種類絮凝劑對混凝土坍落度的影響初始擴展度lh擴展度1700mm600 mm500mm400mm300mm200mm100 mmvwd41 s vwd41 s 囂tWd wd I皂 E6d Wd Iod 獸 3W圖4不同種類絮凝劑對混凝土擴展度的影響由表6和圖3、圖4可看出，夕卜加劑摻量保持不變，絮凝劑加入后混凝土初始流動度均有一 定程度的降低。具體分析結果如下：(1 )摻入不同濃度的PAM1混凝土初始流動度和1h流動度均小于基準混凝土，且隨著PAM1濃度增大，混凝土 1h流動度損失也越大；濃度為1.0%。時，1h混凝土已無流動性；

11、（2 ）摻入不同濃度的PAC,與基準混凝土相比，混凝土初始坍落度和1h坍落度略有減小， 相差不大，但混凝土初始擴展度和1h擴展度均減小，且PAC濃度越高，初始擴展度越小，1h擴展度損失越大;（3）摻入不同濃度的PAM2，與基準混凝土相比，混凝土初始坍落度和1h坍落度略有減小，相差不大，但混凝土初始擴展度和1h擴展度均減小，但不同濃度影響相差不大;（4）摻入不同濃度的PAM3，與基準混凝土相比，混凝土初始坍落度度和1h坍落度基本相當，初始擴展度和1h擴展度也基本相當，并無明顯差別;（5）摻入不同濃度的PAM4,與基準混凝土相比，初始坍落度和1h坍落度略有減小，相差不大，但混凝土初始擴展度和1h擴

12、展度均減小，且PAM4濃度越高，初始擴展度越小，1h 擴展度損失越大。3.1.3不同種類絮凝劑對混凝土抗壓強度的影響課題研究了不同種類不同濃度絮凝劑對混凝土抗壓強度的影響。7d和28d抗壓強度柱狀分 析圖如圖5。河MP印40MP5WMPZOMPa15MPlOMPaSMPdOMPa32 32 IM至 Trn芝- S諭 甲瑾芝 Igrd s 中Wd 邛 Md s州強度28cl強度圖5不同種類絮凝劑對混凝土抗壓強度的影響 由表6和圖5試驗數據分析得出，加入不同種類不同濃度的絮凝劑，混凝土抗壓強度呈現以 下規(guī)律：加入PAM1或PAC后，混凝土 7d和28d抗壓強度與基準混凝土相比，均在試驗誤 差范圍內

13、，并無明顯差異；加入PAM2、PAM3、PAM4后，混凝土 7d和28d抗壓強度均有所降低，且濃度越 大，強度降低越明顯。三種絮凝劑在濃度為1.0%。，7d抗壓強度分別降低了 3.19MPa、 4.85MPa、4.27MPa , 28d 抗壓強度分別降低T4.09MPa. 2.91MPa、3.36MPa。表明絮 凝劑濃度較高時，對混凝土強度影響較大。3.1.4不同種類絮凝劑對外加劑摻量的影響課題研究了不同種類絮凝劑對外加劑摻量的影響，試驗結果如表7所示。在7不同種類壕凝劑對外加利圈止的影響城驗結果A 略靜；”累濾劑沮口 TO；Tlh(min)KVKlh(im 時1&.0505Sft；570PA

14、MI-610.15現乜帥600/630其推2a.05D23W230550/550PAC-45O.3%(230/1605WPAM2-I23ftQ3O5I5O/5_D聶港3w0225/225550/540&檔Og220/22556O.55OPAM78.75仕珞一225/230由表7試驗結果可知，在PAM1濃度0.5%時，需要將外加劑摻量從8.05kg/m3( 2.3% ) 提高到10.15kg/m3(2.9%)，才能達到與基準混凝土相當的流動性；PAC、PAM2、PAM3 和PAM4濃度為0.5%時需將外加劑摻量從8.05kg/m( 2.3%提高到8.75kg/m( 2.5% ), 才能達到與基準

15、混凝土相當的流動性。由此可知，對外加劑摻量影響最大的是PAM13.2不同濃度絮凝劑對混凝土性能的影響作者選用不同濃度的PAM1對混凝土性能的影響進行試驗，試驗結果如表8所示。不同濃度 PAM1對混凝土抗壓強度的影響如圖6所示。表8不同濃度PAM1混誰土性能試驗結果編號素凝劑摻量用：kgin；T： T-jnijriiKoRmniiii)7d強鼬Pa28(1強蛔&基準108.05235/230580/570J13440.75PAM1-10,3%o8.05215/120530/380302139,24PAM1-20.5%o8.05200/80480/30029.623833PAM1-31.0%o8.

16、D5200/12534印29.5039.01PAM1-42.0%o8,05120/-29.4139.55PAM1-53.0%o8.0532.4841.864 3MP占37MP33dMPa31 MPa2&MPa-25MPa 墨準1 PAMI-1 PAM1-2 PAM1-B PAMl-flPAM 1-SK強厘2就強度圖6不同濃度絮凝劑對混凝土抗壓強度的影響從表8和圖6可以看出，加入不同濃度的PAM1，混凝土的流動度都有所降低，并且降低程 度隨著PAM1濃度的增大而增大，PAM1濃度達到2.0%。時，混凝土初始坍落度就大大小于 基準混凝土且混凝土已無流動性;P AM1加入后對混凝土 1h流動性影響很

17、大濃度為1.0% 時，1h后混凝土已無流動性。從表8試驗數據可知，不同濃度的PAM1對混凝土強度的影響不大，與基準混凝土相比，7d 和28d抗壓強度均在試驗允許的誤差范圍內。PAM1濃度為0.5%時，混凝土 28d抗壓強 度最小，與基準相比，低了 2.42MPa。3.3不同水泥的影響為驗證不同水泥情況下不同濃度絮凝劑對混凝土性能的影響，作者對比了南方P.O42.5R 水泥，選用不同濃度的PAM1進行對比試驗，試驗結果如表9所示。混凝土坍落度和擴展度的試驗結果如圖7、圖8所示，混凝土 7d和28d抗壓強度試驗結果如圖9所示。我9不同濃度PAM1混凝土武臉結果（南方P. 012. &R水濕）編號紫

18、凝劑濃度A.!kgin）T& TjhfiiiiJiKriKll（L!lJll）F 強 JijZMPa2Sd 強岐/MPs基謎40S.-05F，F I-F540/5303.5 842.S4PAML-Q.3fS.-05200-! 504 S0-3 032 842.91PAI1-EQ.gS.-D5190L20430/32030.634-0.03PAJI1-918 .15LT0jL20340/-32.JS4.74PAM 1-102S.gL30/-320/-35.1242.53PAM 1-11-42.9EPAMi-120.50soJ 4.0442伊7 SOiTirm700mm150mmlOOinmSOt

19、Ttmmm700mm150mmlOOinmSOtTtmmm圖7不同濃度絮凝劑混凝土坍落度試驗結果圖8不同濃度絮凝劑混凝土擴展度試驗結果(iOOrTimlOnmirj200 mmlOOmni0 mm基冷4PAM 1-7PAM1-8圖8不同濃度絮凝劑混凝土擴展度試驗結果(iOOrTimlOnmirj200 mmlOOmni0 mm基冷4PAM 1-7PAM1-8PAM 1-9PAM 1-10PAM 1-11擴展度屠.度由表9和圖7、圖8可以看出，摻入不同濃度的PAM1，與基準混凝土相比，混凝土流動度均變小，而混凝土 1h流動度損失均變大，且隨著絮凝劑濃度增大，混凝土流動性損失越大。當絮凝劑濃度為1

20、.0%。時，1h由表9和圖7、圖8可以看出，摻入不同濃度的PAM1，與基準混凝土相比，混凝土流動度均變小，而混凝土 1h流動度損失均變大，且隨著絮凝劑濃度增大，混凝土流動性損失越大。當絮凝劑濃度為1.0%。時，1h后的混凝土已無流動性。圖9不同濃度絮凝劑混凝土抗壓強度試驗結果5冊己4iMPa3叫Pm37MPa35MP329MPa27MPa25MP5基鹿M2呻度PAM1-7 PAM1-8PAM 1-9PAM1-10 PAM 1-11由表9和圖9可以看出，不同濃度的PAM1對混凝土強度的影響不大，與基準混凝土相比， 7d和28d抗壓強度均在試驗允許的誤差范圍內。從表9的數據可知，PAM1濃度為0.

21、5%。時，需要將外加劑摻量從8.05 kg/m3( 2.3% )提 高到9.6 kg/m3( 2.8% )，才能達到與基準混凝土相當的流動性。4.結論本課題系統研究了不同種類不同濃度絮凝劑對摻聚羧酸減水劑的混凝土的流動性、抗壓強度 及外加劑摻量的影響，從以上研究結果，可以得出以下結論：總體而言，無論加入何種絮凝劑，水洗砂中的絮凝劑對摻聚羧酸減水劑的混凝土質量均 會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 ) 1800萬分子量的陰離子型聚丙烯酰胺對水泥凈漿流動度影響最大，聚合氯化鋁對水泥 凈漿流動度影響最??；(3 ) 1200萬分子量的陰離子型聚丙烯酰胺對摻聚羧酸減水劑的混凝土流動性影響最大，且 濃度越高影響越大