絮凝劑在機(jī)砂中的殘留量對混凝土性能的影響

絮凝劑在機(jī)砂中的殘留量對混凝土性能的影響0前言近幾年，隨著建筑業(yè)蓬勃發(fā)展，砂石緊張，且質(zhì)量越來越差,含泥含粉高的各類山砂、機(jī)砂也不得已使用。由于環(huán)保部門的嚴(yán)厲監(jiān)管，明確要求砂石生產(chǎn)企業(yè)廢水不得外排，故大量砂石生產(chǎn)企業(yè)在污水處理工藝中采用絮凝劑加速污水中懸濁物的沉降，使其能夠快速、有效地將洗砂后的污水沉淀處理進(jìn)行循環(huán)利用。砂石生產(chǎn)企業(yè)為達(dá)到效果，使用的絮凝劑用量較高，出廠砂中殘留的絮凝劑量很高，對混凝土拌合物性能造成不利影響。但由于絮凝劑應(yīng)用于洗砂時間還相對短，砂中殘留的絮凝劑對混凝土拌合物性能影響，目前尚未有文獻(xiàn)研究。因此，本文對此進(jìn)行系統(tǒng)的試驗(yàn)，研究絮凝劑在機(jī)砂中殘留量對混凝土性能的影響，以期對攪拌站使用此類砂起到一定的指導(dǎo)作用，以及對砂石生產(chǎn)企業(yè)提出合理使用絮凝劑的建議，做到科學(xué)使用，精細(xì)控制，減少對混凝土性能的影響。1原材料與試驗(yàn)方法1.1試驗(yàn)原材料水泥：粵秀P?II42.5R；煤灰：恒益II級灰，活性指數(shù)75%；礦粉：首鋼S95礦粉；砂：機(jī)砂，含泥量3%；石：連續(xù)級配的1?2石，產(chǎn)地肇慶；外加劑：自產(chǎn)的聚羧酸減水劑，復(fù)配濃度8%；絮凝劑：市售分子量為1200萬的陰離子型聚丙烯酰胺（PAM）及聚氯化鋁（PAC）。1.2試驗(yàn)方法1.2.1砂的顆粒級配測定為了更接近砂石企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)情況，本文并非簡單地在砂中摻入絮凝劑，而是將絮凝劑按不同比例溶解后，對機(jī)砂進(jìn)行清洗，并按GB/T14684—2011《建筑用砂》相關(guān)方法進(jìn)行篩分，觀察顆粒級配差異。1.2.2新拌混凝土性能將絮凝劑按不同比例溶解，用于清洗機(jī)砂，然后參考攪拌站所用砂的一般含水量，將機(jī)砂含水率控制在6%?7%左右使用，根據(jù)GB/T50080—2002《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行混凝土試驗(yàn)，測試混凝土的坍落度/擴(kuò)展度及其經(jīng)時損失變化，觀察工作性能和保坍性能?；炷僚浜媳热绫?1。表1C25泵送混凝土配合比仲位:貶加）編號CFK SG吊1170so60旳0（未沁109015521708060790（清水洗）109015531708060陽0（摻絮礙劑洗）1090邀1.2.3混凝土力學(xué)性能混凝土試塊在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)至不同齡期，根據(jù)GB/T50081—2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》測試混凝土的 7d、28d立方體抗壓強(qiáng)度。2結(jié)果與討論2.1用絮凝劑清洗對機(jī)砂級配的影響將絮凝劑PAM分別按0%、0.005%、0.01%、0.02%、0.03%、0.05%幾個濃度進(jìn)行溶解，并分別用于清洗機(jī)砂，烘干后分別測定顆粒級配如表2。從表2中可看出，同原機(jī)砂相比，清洗以后，含泥粉量均有一定程度減少，砂中粗顆粒比例相對提高，細(xì)度模數(shù)都有所增大；隨著絮凝劑用量提高，細(xì)度模數(shù)隨之略有所增大，絮凝劑用量提高至0.02%后，砂細(xì)度模數(shù)基本穩(wěn)定；且在清洗過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)絮凝劑用量提高到0.03%以后，清洗難度加大，砂易結(jié)團(tuán)，需要輔助攪拌更長時間才能清洗得更干凈一些，究其原因，主要是隨著絮凝劑用量加大，水的增稠作用加大，機(jī)砂顆粒不易分散，絮凝劑粒子與粘土等膠體粒子短時間未能充分接觸形成絮凝體沉降下來，降低了清洗效率。因此，從對機(jī)砂的清洗效果看， PAM用量應(yīng)控制在0.02%以內(nèi)較適宜。2.2機(jī)砂中殘留絮凝劑對混凝土工作性能的影響為了探究不同種類絮凝劑清洗機(jī)砂對混凝土工作性能的影響，本文采用無機(jī)絮凝劑聚氯化鋁（PAC）和陰離子型聚丙烯酰胺（PAM）進(jìn)行試驗(yàn)對比，分別按0%、0.005%、0.01%和0.02%溶解對機(jī)砂進(jìn)行清洗。另外，探究不同的絮凝劑用量清洗機(jī)砂對混凝土性能的影響，因此在PAM基礎(chǔ)上多增加0.03%及0.05%兩個濃度。機(jī)砂清洗后，參考攪拌站用砂的含水量，將機(jī)砂含水率控制在6%?7%左右進(jìn)行使用。所用減水劑為我公司抗泥型聚羧酸減水劑，復(fù)配濃度為8%?；炷僚浜媳纫姳?,試驗(yàn)結(jié)果見表3。A3A跖理AGA& 皺飆就砂&.I117.6356.5459.0a?9J90.211003.810.帀19.OS39.3615484.119S.891002.9;0.83IB.3930.B261.47Bl.0791..01002.SO0.能18.^J8.3460.85SO.3190.51002.B7SSJIOWWL32211.7241.2964.382.7591.61002.98駅衲幀（1破1.2621.0340.7363.8783.1291.721002.38絮潢劑0』破洗*1砂1.2120.9641.05615882.5390.71002.36刼機(jī)砂中躍麴繃驕土工作性能配合出齬用魏劑觀劑坍落度/■瞬12.5160-225/53018O/3S0觸性一段22.5lfiO-225/B70200/465勰流動BR弗酸性—殷32.51和PAC詢冊225M200/430觸齢可32.5說P蚯0.01^220/525196/400料略粘32.51?0珈0.璃160/350S2.51衣0.005%220/540190;4203站1^00,01^220/^0130/400觸性削32.5lfiOPAM0.們220/B30170/385料齡32.5阪0.囁220/530170/360榔性比.粧話S2.3ie&恤0.班215/525180/390碎性丈從表3的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，同未洗機(jī)砂相比，清水洗或是摻加較小比例絮凝劑清洗的機(jī)砂，混凝土的流動性和保坍性能相對較好，主要是由于清洗后，機(jī)砂中的粘土顆粒在絮凝劑膠體物質(zhì)或電解質(zhì)的作用下，中和顆粒表面電荷，降低了顆粒之間的排斥力，使顆粒結(jié)合在一起，當(dāng)顆粒聚集達(dá)到一定程度時形成絮凝體從水中分離出來。機(jī)砂中粘土顆粒減少后，亦減少了對減水劑的吸附，因此對混凝土的擴(kuò)展度和保坍性能均起到一定改善作用；另外由于絮凝劑有增稠作用，對混凝土包裹性方面也有良好的影響，而純水洗機(jī)砂由于洗掉了粘土，同時也將細(xì)粉洗掉一些，且未有絮凝劑的增稠作用，因此擴(kuò)展度會相對更大，但包裹性則相對差些。隨著洗砂用的絮凝劑用量加大，即機(jī)砂中殘留的絮凝劑量越來越高，增稠作用越來越大，會將混凝土中大量自由水鎖住，導(dǎo)致?lián)搅考靶杷考哟?，料粘性大，對混凝土工作性能造成不良影響，因此，在使用絮凝劑洗砂時應(yīng)控制好用量，才能得到良好的效果。另外，不同絮凝劑其適宜范圍稍有差異，從表2、表3數(shù)據(jù)看，PAC用量應(yīng)控制在0.01%以下，PAM應(yīng)控制在0.02%以下，對混凝土工作性能影響才較小。2.3機(jī)砂中殘留絮凝劑對硬化混凝土力學(xué)性能的影響PAC用量在0.01%以下時，混凝土的7d及28d強(qiáng)度同清水洗差異不大，而PAC用量提高到0.02%時，強(qiáng)度略有降低。PAM用量在0.005%?0.02%時，混凝土強(qiáng)度較好，同清水洗的強(qiáng)度差異不大，甚至略有提高，但是隨著PAM用量加大，強(qiáng)度隨之降低，且濃度越高，降低越明顯，主要是因?yàn)镻AM作為絮凝劑，本身具有較強(qiáng)的增稠保水作用，用量加大后會將大量自由水鎖住，導(dǎo)致混凝土用水量相對提高，混凝土強(qiáng)度受到較大的影響。3結(jié)論及建議⑴摻絮凝劑清洗機(jī)砂對機(jī)砂的顆粒級配有一定影響，主要是清洗后粘土顆粒等細(xì)顆粒比例降低，同原機(jī)砂相比，其細(xì)度模數(shù)會相對加大。⑵摻絮凝劑清洗機(jī)砂，機(jī)砂中殘留的絮凝劑會對混凝土的性能造成影響。當(dāng)絮凝劑較低摻量時，相比于未洗機(jī)砂，對混凝土的工作性能會起到一定改善作用，且對強(qiáng)度影響不大。但隨著絮凝劑用量提高，混凝土料粘性會加大，對混凝土的流動性及保坍性能會產(chǎn)生不良影響，抗壓強(qiáng)度也會