機(jī)制砂和聚羧酸減水劑在普通混凝土中的應(yīng)用

吳守民，王洪剛，陳俠

（勝利油田營(yíng)海實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司，山東 東營(yíng) 257000）

1 引言

當(dāng)今時(shí)代混凝土是人類最大宗的建筑結(jié)構(gòu)材料。其原料中的砂包括天然砂和機(jī)制砂兩類。近十幾年來(lái)受到自然資源的限制，以河砂為主的天然砂越來(lái)越無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的混凝土用量需求。為滿足實(shí)際生產(chǎn)的需求，我集團(tuán)自 2011 年底開始嘗試用人工砂代替天然砂，經(jīng)過(guò)不斷的嘗試和調(diào)整，取得了較好的效果。

2 混凝土試驗(yàn)

2.1 原材料

（1）水泥：本集團(tuán)生產(chǎn)的 P·O42.5 級(jí)水泥，28d 抗壓強(qiáng)度 48MPa。

（2）粉煤灰：勝利發(fā)電廠生產(chǎn) Ⅱ 級(jí)粉煤灰。45μm 篩細(xì)度 21%，需水量比 101%，全分析見表 1。

表1 粉煤灰全分析 %

（3）碎石：5～31.5，含泥量 0.2%，泥塊含量 0%。

（4）天然砂：細(xì)度模數(shù) 2.9，含泥量 1.5%，泥塊含量0.3%。

（5）機(jī)制砂：細(xì)度模數(shù) 3.2，亞甲藍(lán)值 0.75，石粉含量15%。

（6）水：自來(lái)水

（7）脂肪族減水劑：減水率 18%，固含量 30%，摻量2.0%。

（8）西卡聚羧酸減水劑：減水率 25%，固含量 15%，摻量 1.7%。

2.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)

混凝土配合比及性能實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表 2。

表2 混凝土配合比和混凝土性能

結(jié)果表明：在水灰比相同的條件下，機(jī)制砂中小于 75μm的砂粉含量在 15% 以下時(shí)，除高等級(jí)混凝土的抗壓強(qiáng)度略低于河砂（中砂）混凝土外，其他的抗折、抗壓強(qiáng)度都高于河砂混凝土。但混凝土流動(dòng)性變差、坍落度損失有所增大。

3 聚羧酸聚羧酸減水劑在混凝土中的應(yīng)用

（1）為了更好解決使用機(jī)制砂帶來(lái)的混凝土流動(dòng)性變差坍落度損失增大難題，我公司引進(jìn)聚羧酸外加劑，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，最終選取了瑞士西卡公司生產(chǎn)聚羧酸外加劑進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)。

（2）聚羧酸減水劑與脂肪類減水劑生產(chǎn)對(duì)比結(jié)果及成本分析，見表 3。

表3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

結(jié)果表明：在使用相同機(jī)制砂的條件下，混凝土外加劑摻量下降，水泥用量下降，用水量下降，混凝土抗折、抗拉、抗壓強(qiáng)度以及鋼筋的粘結(jié)力都高于脂肪類外加劑混凝土，綜合成本明顯下降。我集團(tuán)自 2012 年 5 月份開始使用機(jī)制砂、西卡聚羧酸外加劑生產(chǎn)普通混凝土，目前已生產(chǎn) 80 萬(wàn)方，質(zhì)量基本穩(wěn)定，降本增效成效明顯。混凝土狀況良好，使用機(jī)制砂導(dǎo)致的混凝土流動(dòng)性變差、坍落度損失增大的問(wèn)題得到解決。

4 聚羧酸減水劑注意事項(xiàng)

（1）由于聚羧酸減水劑的減水率較高，因此混凝土坍落度對(duì)加水量敏感性較大，所以在使用前應(yīng)進(jìn)行充分地試配試驗(yàn)，以尋求不同批次原材料及不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土的最佳摻量與最佳用水量。用水量摻加量的調(diào)整幅度要小，一次在 3kg以下。

（2）聚羧酸減水劑與其它種類外加劑交替使用時(shí)，應(yīng)注意清理相關(guān)設(shè)備，避免聚羧酸減水劑與其它種類外加劑混合使用，降低聚羧酸減水劑的性能。

（3）聚羧酸減水劑對(duì)于骨料的含泥量較為敏感，含泥量過(guò)大會(huì)降低聚羧酸減水劑的性能。因此使用時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制骨料品質(zhì)。

5 結(jié)論

（1）在工程建設(shè)過(guò)程中，砂石作為混凝土結(jié)構(gòu)材料的重要組成部分,其質(zhì)量?jī)?yōu)劣對(duì)整個(gè)工程的質(zhì)量及耐久性具有舉足輕重的影響。在滿足用砂性能指標(biāo)的前提下，選用經(jīng)濟(jì)可行的方案，既要滿足施工質(zhì)量要求，又要有效地控制生產(chǎn)成本，這樣在天然砂資源缺乏的地區(qū)，使用優(yōu)質(zhì)機(jī)制砂進(jìn)行混凝土施工生產(chǎn)不僅是可行的，其綜合效益也是顯著的。

（2）與脂肪族系減水劑相比較，聚羧酸減水劑的性能有明顯的優(yōu)勢(shì)，能提高混凝土的綜合性能。由于摻量低，性價(jià)比在現(xiàn)階段具有相當(dāng)?shù)母?jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)可提高建設(shè)工程中混凝土質(zhì)量和使用壽命。

（3）聚羧酸減水劑與機(jī)制砂完全可以進(jìn)行配合使用，混凝土狀況良好，混凝土質(zhì)量更優(yōu)，成本更具優(yōu)勢(shì)，用聚羧酸減水劑與機(jī)制砂生產(chǎn)商品混凝土將得到應(yīng)用與推廣，會(huì)大幅提升混凝土品質(zhì)，并能取得良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

[1]石新橋．機(jī)制砂在高性能混凝土中的應(yīng)用研究[D]．天津，天津大學(xué)，2007.

[2]左彥峰，王棟民，吳紹祖．交聯(lián)型聚羧酸系超塑化劑對(duì)新拌混凝土性能的影響[C]．中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)年會(huì)論文集（下）[A]，北京,2003（10）：418-424．

[3]JGJ55-2011．普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程[S]．