不同类型外加剂对机制砂混凝土性能的影响研究

张海波

摘 要：本文主要针对不同类型外加剂对机制砂混凝土性能的影响展开了研究，对原材料及试验方法作了详细的说明介绍，并对实验结果作了系统的论述和分析，以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。

关键词：混凝土；机制砂；性能；影响

0 引言

所谓的机制砂，是指通过制砂机和其它附属设备加工而成的砂子，而由于天然砂资源逐步枯竭和环境保护要求逐年提高等原因，机制砂将在我国更广的范围内替代天然砂应用于工程建设。因此，为了加强对机制砂混凝土的应用，我们需要对不同类型外加剂对机制砂混凝土性能的影响进行研究，以保障机制砂的质量。

1 原材料及试验方法

1.1 原材料

（1）水泥P·O42.5水泥，比表面积370m2/kg，标准稠度用水量26.0%。

（2）粉煤灰Ⅱ级灰，需水量比93%，细度15%。

（3）矿粉S95级矿粉，比表面积420m2/kg，28d活性指数98%。

（4）粗骨料5～25mm连续级配碎石。

（5）机制砂某厂生产的凝灰岩机制砂，细度模数3.0，石粉含量10%；MB值1.1，具体性能指标如表1所示。

（6）外加剂选用高减水型和高保坍型两种不同聚羧酸外加剂母液，具体性能指标如表2所示。

1.2 试验方法

混凝土工作性试验按《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080-2002進行；力学性能试验按《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081-2002进行；混凝土的抗氯离子渗透性能按《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082-2009的电通量方法相关规定进行。

（1）配合比

机制砂用于配制水下混凝土存在一定难度，试验选用机制砂C30水下混凝土作为基准。水下混凝土对于混凝土的流动性、黏聚性和保坍性能要求较高，同时在水下施工时抗压强度存在一定损失，工程中通常按提高一个强度等级来试配，其技术指标要求如表3所示。试验采用机制砂水下C30混凝土配合比，通过对胶凝材料用量、比例，砂率的试验，选用水泥+粉煤灰+矿粉的胶凝材料体系，胶凝材料用量为440kg/m3，水胶比选择0.36，考虑到机制砂细度模数较大，选择砂率为47%，试验配合比如表4所示。

（2）试验方案

考虑到机制砂混凝土中粉料较多，对外加剂吸附量较大，试验比选两种不同类型的外加剂对机制砂混凝土工作性能和力学性能的影响；同时，溶泥剂作为一种抵抗砂石中泥土吸附的小料，试验也比较了不同溶泥剂掺量对混凝土性能的影响。试验方案如表5所示。

表5试验方案

2 试验结果

2.1 工作性能

各试验组别下混凝土的工作性能如表6所示。由表6可知，使用高减水型聚羧酸外加剂配制的混凝土初始工作性能状态满足表3中的设计要求，但1h后坍落度和扩展度损失较大，不满足表3中的设计要求；外加剂掺量由0.8%增加到0.9%时，混凝土出现离析，表明对外加剂掺量敏感。

表6 机制砂C30水下混凝土工作性能

使用髙保坍型聚羧酸减水剂时，1h后坍落度和扩展度损失有所改善，提高外加剂掺量时，混凝土未出现离析，外加剂敏感性降低，1h后坍落度和扩展度基本满足要求。

机制砂中存在一定的石粉和泥粉，石粉的成分与母岩基本一致，而泥粉成分与母岩不一致。其中，泥粉表面蓬松，容易吸附外加剂和水，但泥粉不与水结合反应，从而导致机制砂混凝土易出现滞后泌水。高减水型聚羧酸外加剂由于掺量较低，被机制砂中的石粉和泥粉吸附后，产生作用的有效成分降低，掺量过大后，变得敏感易出现离析泌水。高保坍型聚羧酸减水剂由于掺量较大，被机制砂中的石粉和泥粉吸附后，有效成分的降低作用减弱，敏感性降低。因此，机制砂混凝土中宜选择适中减水率的聚竣酸外加剂。

溶泥剂分子量小，极性基团多，表面吸附性强，在混凝土体系中，骨料中的石粉和泥粉会优先吸附强极性小分子单体，避免了聚羧酸减水剂被过量吸附，从而保证了聚羧酸系减水剂在水泥颗粒上吸附而发挥分散作用，在不提高聚羧酸系减水剂掺量的前提下解决其减水率、保坍性问题。

2.2 力学性能

表7为机制砂C30水下混凝土力学性能。从表中可看出，高减水型聚羧酸外加剂和高保坍型聚羧酸外加剂在未出现泌水情况下，对混凝土7d和28d抗压强度无明显影响；当机制砂混凝土出现离析后，振捣时易出现骨料下沉，混凝土匀质性遭到破坏，影响其力学性能。掺入溶泥剂后，对混凝土28d抗压强度基本无影响。

表7机制砂C30水下混凝土力学性能

2.3 耐久性能

机制砂C30水下混凝土电通量值如表8所示。由表8可知，耐久性规律与抗压强度规律基本一致。在工作性能良好的情况下，高减水型聚羧酸外加剂和高保坍型聚羧酸外加剂组别的28d和56d电通量值差异不大；同时掺人溶泥剂后，混凝土的电通量值基本无影响，56d电通量小于1000C，满足表3中的设计要求。

表8 机制砂C30水下混凝土电通量

3结语

综上所述，机制砂由于其自身具有的优点，在众多的行业中有着广泛的应用。因此，我们需要对不同类型外加剂对机制砂混凝土性能的影响进行研究，以改善机制砂混凝土的质量，从而对有关的施工带来有利帮助。

参考文献

[1]李北星、王稷良、柯国炬、周明凯.机制砂亚甲蓝值对混凝土性能的影响研究[J].水利水电技术.2009（04）.

[2]梁远博、牟廷敏、丁庆军、周孝军.外加剂对机制砂清水混凝土性能的影响[J].混凝土.2015（04）.