粗細(xì)骨料的粉塵含量對混凝土外加劑摻量的影響探析

謝財孟

東莞市洛美建材科技有限公司 廣東 東莞 523000

前言

用傳統(tǒng)方法計算混凝土減水劑用量是以混凝土所用膠凝材料（水泥、礦粉、煤灰）總量乘以減水劑摻量，而忽視了非膠凝材料（粗細(xì)骨料）粉塵含量對水和減水劑的消耗。當(dāng)非膠凝材料粉塵含量較低時可以忽略，但粉塵含量較高時，就應(yīng)該考慮其消耗的減水劑用量，才能準(zhǔn)確把握混凝土對減水劑的確切需求，更好地滿足和易性強度等級等質(zhì)量要求[1]。

1 試驗原材料與試驗方案

1.1 試驗所用原材料

水泥：本試驗采用華潤水泥廠生產(chǎn)的P.O42.5R普通硅酸鹽水泥。主要物理性能指標(biāo)均符合GB175-2007規(guī)范規(guī)定，見表1。

表1 水泥性能檢驗結(jié)果

粉煤灰：本試驗采用廣州市旺隆電廠電收塵粉煤灰，粉煤灰的化學(xué)成分及物理性能見表2。

表2 粉煤灰的化學(xué)成分及物理性能

礦粉：東莞某建材有限公司生產(chǎn)，比表面積420m2/kg，28d活性系數(shù)102%。河石：東江河石，Ⅱ類，粒徑5～31.5mm。碎石：采用福田石場花崗巖碎石，壓碎指標(biāo)10.3%，表觀密度2.90g/cm3，粒徑級配為5～31.5mm。河砂：東江中砂，細(xì)度模數(shù)2.5，粒徑2.5～5mm，松散堆積密度1520kg／m3，含泥量2.3%。人工砂：福田石灰石質(zhì)人工砂，MB=1.0，石粉含量9.0%。減水劑：東莞洛美萘系LM-W2高效減水劑，濃度30%，密度1.14g/ml，減水率20%，固含量30.1g，28d抗壓強度比135%，緩凝時間6h。

1.2 粉塵對減水劑的吸附情況

水泥和粉煤灰、礦渣等混合材料對減水劑的吸附作用有差異。材質(zhì)相同的材料，吸附強度也因比表面積大小不一而存在不同，一般細(xì)度越小，吸附量越大。相同細(xì)度，不同的材料對減水劑的吸附力從大到小的順序為：煤矸石＞粉煤灰＞礦渣。本項目用水泥凈漿流動度檢測法檢驗非膠凝材料的粉塵對減水劑的吸附作用，其中河砂粉塵用相同的水量無法測出流動性，考慮到常用河砂的含水量約6%，因而試驗時添加這部分水18g，共105g。

漿體流動度大小反映顆粒對減水劑的吸附力強弱，一般凈漿流動度越小，表示吸附力越大。非膠凝材料的粉塵對減水劑的吸附力比水泥低，但是，計算減水劑用量時忽視非膠凝材料粉塵對減水劑的吸附是不科學(xué)的[2]。

2 根據(jù)原材料總粉量計算減水劑用量方法

上述實驗數(shù)據(jù)證明非膠凝材料的粉質(zhì)對水和減水劑的吸附力雖然比水泥低，但是也需要消耗部分的水和減水劑才具備相應(yīng)的流動性，所以計算減水劑用量時有必要考慮原材料的粉塵含量。生產(chǎn)混凝土所用的粗骨料從來源分，不外乎碎石、卵石兩種。碎石為巖石經(jīng)破碎、篩分而得；卵石多為自然形成的河卵石經(jīng)篩分而得，碎石表面比卵石粗糙，且多棱角，因此，拌制的混凝土拌合物流動性較差，但與水泥黏結(jié)強度較高，在配合比相同的情況下，混凝土強度相對較高；卵石表面較光滑，少棱角，因此拌和物的流動性較好，但黏結(jié)性能較差，強度相對較低?；谶@種原因，在混凝土生產(chǎn)實踐中，一般C35及C35以下的強度等級的才用卵石，而C40及其以上等級的基本上用碎石。為了反映卵石與碎石粗骨料的差異，所以分別選用工程實際應(yīng)用較多的2個常用等級C30、C40泵送混凝土作為基準(zhǔn)分別代表河石和碎石進(jìn)行研究。實際生產(chǎn)過程中，有些地方由于地理環(huán)境的影響，有可能全部使用碎石。如何根據(jù)原材料的總粉量計算減水劑摻量，這正是本文的重點內(nèi)容。

2.1 確定基準(zhǔn)混凝土配合比的減水劑用量

眾所周知，減水劑在混凝土中的摻量有飽和點存在，就是說當(dāng)摻量超過飽和點時，不但不能提高混凝土拌合物的流動性，反而因為收縮作用降低了混凝土強度，并造成生產(chǎn)成本上漲。當(dāng)摻量遠(yuǎn)低于飽和點時，混凝土流動性不足，而且混凝土的強度因為水泥水化不充分而不能充分展現(xiàn)。

2.2 計算各基準(zhǔn)配合比原材料總粉量

原材料總粉量就是每立方米混凝土所用各種膠凝材料和骨料粉塵按各自對減水劑的吸附比率計算所得數(shù)量的總和，如果混凝土只用一種膠凝材料或一種骨料，只計算該種材料的量即可。

2.3 確定減水劑通用摻量(%)

減水劑通用摻量=基準(zhǔn)混凝土減水劑用量/原材料總粉量×100%。

用上式計算可得：

用卵石混凝土C30減水劑通用摻量：β卵石

=8.0/430.0×100%=1.9%

用碎石混凝土C40減水劑通用摻量：β碎石

=9.5/474.7×100%=2.0%

2.4 按總粉量計算減水劑用量

用原材料總粉量計算混凝土減水劑用量方法重新核算其他等級的配合比中減水劑用量，用原材料總粉量計算的減水劑用量與原用量略有波動，具體表現(xiàn)為低強度等級的減水劑增加，而高強度等級的減水劑則減少。根據(jù)重新調(diào)整的減水劑用量進(jìn)行試驗，可以解決傳統(tǒng)方法在低強度等級混凝土摻加減水劑偏少而造成流動性不好、坍落度損失大、強度難以提高等不良現(xiàn)象，也解決了高強度等級混凝土由于減水劑超滲而容易產(chǎn)生泌水、離析，甚至塞管等問題。

3 結(jié)束語

傳統(tǒng)的計算減水劑摻量僅僅考慮膠凝材料水泥用量，而忽視了原材料中砂石粉塵量對水及外加劑的消耗，不能真實反映混凝土原材料對減水劑的需求，因此，這種傳統(tǒng)的計算方法在理論上存在缺陷，從而造成混凝土拌合物坍落度各種不良現(xiàn)象。

減水劑的通用摻量是綜合了混凝土原材料特性、配合比要求等各方面對減水劑的影響而得出的數(shù)據(jù)，比減水劑生產(chǎn)廠家推薦的基準(zhǔn)摻量更具針對性和科學(xué)性。

[1]彭孟啟,楊根宏,陳文耀,等.廢漿澄清液對混凝土性能的影響[J].江西建材,2015,(12):23-27.

[2]JGJ55-2011.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程[S].北京:中國建筑出版社,2011.