高含泥量集料对混凝土拌合物性能的影响及对策分析

2020-01-07曹越

建材与装饰 2020年3期

曹越

（安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司安徽合肥 230000）

现代的建设工程基本上都要使用到水泥混凝土，混凝土由多种原材料配制而成，其中集料在里面起到支撑作用，集料的质量直接影响着混凝土材料的质量与经济性，因此在配制混凝土材料的过程中必须要使用质地优良的集料。但是就目前的实际情况来看，集料在生产过程中很难完全去除泥土，在这种情况下必然会影响到混凝土的性能。在实际的工程建设中，集料中含有的泥一直被当做混凝土材料中的有害物质，如果含泥量超过一定的界限，就会严重影响到混凝土的各项性能指标。目前在集料的生产过程中要想对含泥量进行有效的控制，最为有效的方法就是直接采取相应措施去除其中的泥，但是这样做会使成本大幅上升，从而使高含泥量集料的应用受到限制。因此，有必要正确认识高含泥量集料对混凝土拌合物性能的影响，从而找到有效的对策解决存在的问题。

1 高含泥量集料对混凝土性能的影响试验

1.1 选用原材料

水泥：选用蚌埠海螺水泥有限责任公司生产的P.O.42.5级水泥，3d抗折强度4.5MPa、抗压强度24.7MPa，28d抗折强度7.8MPa、抗压强度46.7MPa。

粉煤灰选用淮南市珍珠粉煤灰开发利用有限公司生产的F类Ⅰ级粉煤灰，细度为11.2%，烧失量3.4%；

细集料选用南昌赣昌砂石有限公司生产的Ⅱ区中砂，细度模数为2.53，含泥量为6.8%。

粗集料选用安徽省文一点石矿业有限公司生产的5～25（mm）粒级Ⅱ类碎石，含泥量2.5%。

外加剂选用江苏苏博特新材料有限公司生产的高性能缓凝型减水剂，减水率检测结果为28%。

水采用可饮用水，同时以上材料其他方面性能指标符合规范要求。

1.2 试验方法

试验的标的物我们选用常见的设计要求，混凝土强度等级达到C30的标准，并根据《公路工程集料试验规程》（JTG E42—2005）对砂石的含泥量进行相应的检测。依据《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》（GB/T 50080—2016）对新拌混凝土的坍落度及和易性进行认真的检验。初次检测工作完成后，使用密封桶将混凝土密封保存（从拌合物加水开始起算60min），之后打开密封桶并再次检测混凝土的坍落度及和易性；然后根据《混凝土物理力学性能试验方法标准》（GB/T 50081—2019）对成型的混凝土试件进行相关的力学性能测试。

1.3 试验过程

在试验过程中，前次试验所用的砂石为未经冲洗的试样，后次试验所用的砂石材料都经过自来水的冲洗，从而不同程度的降低了其含泥量。相关的检测结果显示，砂的含泥量在冲洗后为1.3%，碎石的含泥量则只有0.4%。之后根据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55—2011）进行试配工作，对比用水冲洗过的集料所配制的混凝土和没有用水冲洗过的集料所配制的混凝土之间的性能差异，在配制的过程中要对用水量及外加剂掺量进行反复的调节，并在基准配合比不变的情况下，采用不同的砂率进行拌和试验。

1.4 试验结果

试验结果表明：相同配合比情况下，集料含泥量越高，其拌合物坍落度及抗压强度越小，经时损失越大，坍落度及强度与集料的含泥量成反比关系；如果混凝土中的集料含泥量比较高，那么通过增加混凝土中外加剂用量能够使混凝土60min之内的流动度得到有效的保证。但是无论是增加混凝土中的外加剂还是增加混凝土中的用水总量，高含泥量集料对混凝土的抗压强度都会产生非常大的影响，会明显降低混凝土的抗压强度。不过，通过在混凝土中增加外加剂要比增加用水量更能够提升混凝土的抗压强度，而且也更加符合试验配制强度的要求。

2 提高混凝土性能的有效对策

2.1 采取合理有效的方法控制砂率

在配制混凝土时，要对混凝土配比的基本原则和试验原材料的特点进行充分的考虑。添加的外加剂总量应该严格控制，水胶比和胶凝材料维持原来的比例，对不同组别混凝土的砂率进行有效的控制，使其保持在48%、44%、40%和36%。这样就可以有效的判断混凝土的性能与混凝土砂率之间的关系。表1的试验结果表明，提高混凝土中的砂率会相应的增加混凝土的初始坍落度及其30min内的坍落度数值，但混凝土的强度会降低。在一定砂率范围内，当水及胶凝材料的用量不变且减少混凝土的砂率时，骨料之间的摩擦力度加大，从而促使混凝土的流动性减小，进而导致混凝土的坍落度相应的减小。如果砂子在混凝土中的含量过少会使混凝土的保水性能受到直接的影响，从而导致出现离析情况。因此，在配制混凝土的过程中一定要严格的控制含砂率，从而使混凝土的性能得到有效的提高。

2.2 增加缓凝剂

保证用水量和初始坍落度数值不变，在混凝土中增加缓凝剂可以使外加剂的使用量有效减少，而且也不会影响到混凝土的强度。保证用水量和外加剂的使用量不变，增加混凝土中缓凝剂的使用量，会进一步拉长混凝土的凝结时间，并使混凝土的坍落度得到有效的改善，出现这种情况的原因主要是：缓凝剂在固体—液体这个界面具有良好的吸附效果，能够有效的改变固体粒子表面的性质。另外，缓凝剂吸附水分子之后会形成一层比较厚的水膜层，从而使晶体之间无法进行接触，进而改变结构的形成过程，最终导致水泥水化的过程被进一步延缓，这样就会延长高含泥量混凝土的凝结时间，从而有效地抑制了坍落度的损失。

表1 砂率对高含泥量集料混凝土的影响

2.3 外加剂后掺法

在混凝土的配制过程中使用外加剂后掺法能够使外加剂的使用量有效的减少。与一般的方法相比采用外加剂后掺法使用相同数量外加剂能够使混凝土的坍落度损失有效的降低。而且对于混凝土的强度来说外加剂不管是先掺还是后掺都不会有很大的影响。集料中的泥和水泥等物质都会吸附外加剂，混合料搅拌一段时间之后再将外加剂掺入进去，能够使一层水膜在集料的表面逐渐形成，从而减小外加剂的吸附，在溶液中含有比较适中的外加剂的情况下，使外加剂对集料的敏感程度降低，就能够相应的增强外加剂的减水功能，从而使混凝土坍落的损失程度有效的减小。因此，采用外加剂后掺法能够使混凝土的性能有效的提高。