浅析水处理絮凝剂对混凝土性能的影响

姚雪涛，姜山

（1. 河北建设集团股份有限公司混凝土分公司，河北 保定 071000；2. 河北天博建设科技有限公司，河北 保定 071000）

0 引言

水处理絮凝剂目前广泛应用于水处理行业，其作用机理是“聚并”理论，即利用絮凝剂的带正（负）电性的基团吸引水中难以分解的带负（正）电性的粒子或颗粒，使其聚合集中，再通过物理或化学方法将其分离出来，从而实现净化水质的目的。混凝土生产用水一般为饮用水，而饮用水的生产控制极为严格，不会出现絮凝剂残留等问题。本文所提到的絮凝剂来源于水洗砂。

1 试验

1.1 絮凝剂的化学定性分析

日前，公司在混凝土生产过程中，突然出现坍落度损失加快的现象，新拌混凝土在 10 分钟之内失去流动性，致使数十方混凝土无法施工，造成一定的经济损失。事故发生后，公司的技术人员采用排除法，逐一替换混凝土原材料，进行试拌并观察混凝土的工作性，最终将原因锁定在水洗砂上。

对于水洗砂，最直接影响混凝土工作性能的指标就是含泥量，但该批次水洗砂在使用前已经过常规项目检测，含泥量 1.5%、泥块含量 0.6%，完全符合相关国家标准和行业标准对于混凝土用砂的要求，属于相当优质的原材料。

含泥量的因素被排除后，技术人员怀疑水洗砂中含有絮凝剂，于是设计了简易的定性测试试验，来判定水洗砂中是否含有其他不良杂质。

（1）将水洗砂浸泡于蒸馏水中 24h 后，向悬浊液中加入浓硝酸，使其 pH 值低于 4，确保絮凝剂中的阳离子能稳定的存在于溶液中。

（2）将悬浊液过滤后，分为三份。

（3）分别用 NaOH、AgNO3、BaCl2对三份溶液进行滴定，观察溶液变化。

滴加 NaOH 的溶液，出现絮状沉淀，随着 NaOH的滴入，絮状沉淀又逐渐消失，这说明溶液中含有两性金属离子。常见的两性金属离子只有 Al3+和 Zn2+，其中，Al3+是速凝剂的常用组份，而 Zn2+是缓凝剂的常用组份，并且该批混凝土没有凝结时间异常的情况，因此可基本排除 Zn2+的存在。

滴加 AgNO3的溶液，出现乳白色沉淀，说明溶液中含有 Cl-。

滴加 BaCl2的溶液，没有沉淀现象发生，说明溶液中没有

综上可判断，溶液中含有 AlCl3成分，经查阅相关资料，PAC（聚合 AlCl3）是一种优质廉价的水处理絮凝剂，具有吸附能力强、水解速度快的特点。

对于砂石料供应商而言，含泥量不同的砂对应不同的收购价格，若能有低价高效的方法，可以使洗砂用水循环使用，必将大幅降低洗砂成本，这就是其使用水处理絮凝剂的客观诱因。

1.2 絮凝剂对混凝土性能的影响分析

为验证絮凝剂对混凝土性能的影响，技术人员进行了 PAC 不同掺量的比对试验。原材料如下：

（1）水泥：京兰水泥，P·O42.5，抗压强度 3d 为29.8MPa，28d 为 50.2MPa。

（2）粉煤灰：大唐电厂，Ⅱ 级灰，细度 16%，需水量比 99%。

（3）矿渣粉：乾华 S95 级 矿粉，28d 活性 101%。（4）外加剂：保定慕湖，减水率 27.4%。

（5）砂：Ⅱ 区中砂，细度模数 2.7，含泥量1.9%，泥块含量 0.6%。

（6）石：5～25mm 连续级配碎石，含泥量 0.7%。

（7）水：饮用水。

（8）PAC：河南泽晟，一等品。

试验采用生产中最常用的 C30 配合比，详见表 1。

表1 C30 混凝土配合比 kg/m3

PAC 的单方掺量从砂质量的千万分之一到百万分之一，即每方混凝土掺入 80～800mg，试验结果见表 2。

表2 PAC 不同掺量对混凝土性能的影响

从试验数据可以看出，PAC 对混凝土拌合物的工作性影响极大，微量的掺入，就会造成混凝土出机坍落度的明显下降，随着 PAC 掺量的增加，混凝土出机坍落度急剧下降，1h 后的坍落度损失更为严重；在混凝土的抗压强度方面，PAC 的影响并不明显，反而因为初始坍落度的降低，混凝土的抗压强度稍有增长。

2 预防措施

近年来，随着环保形势的日益严峻和天然资源的急剧减少，原材料质量在逐步下滑的同时日趋复杂。为避免因原材料质量的突然变化引起质量事故，企业可采取以下预防措施：

（1）加强原材料入场检测，不合格原材料坚决退货。

（2）严格执行先检后用原则，未经检测的原材料严禁用于生产。

（3）加大检测力度，增加检测项目、检测方法和抽检频次。

（4）组织技术人员进行专业培训，增强质量意识和提高技术水平。

3 结论

（1）企业应加强原材料入场检测，避免质量事故的发生，并可通过简易的化学定性检测来推断有害杂质的成份。

（2）PAC 的掺入会对混凝土拌合物的工作性造成极大影响，但对于混凝土的抗压强度没有明显影响。