寧 寧，王秀民

（1.航天工程大學(xué)士官學(xué)校，北京 昌平 100083 2.河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 唐山 063000）

1 引言

聚羧酸減水劑（PCE）由于其減水率高、和易性好、分散性強、綠色環(huán)保的特點而被普遍應(yīng)用和深入推廣。但在工程實踐過程中發(fā)現(xiàn)，PCE與混凝土原材料出現(xiàn)了適應(yīng)性問題，砂石中含泥量過大不僅會對混凝土的強度、耐久性造成嚴重的影響，同時還會影響摻加PCE的新拌混凝土的和易性。為了解決因粘土礦物吸附PCE而產(chǎn)生的影響，本試驗研究了不同含量北京地區(qū)粘土和高嶺土對PCE的水泥砂漿的流動度影響，并加入化學(xué)試劑硅酸鈉、天冬氨酸，研究其對含粘土礦物的摻PCE的水泥砂漿流動度的改善作用。

2 試驗

2.1 試驗原材料

普通硅酸鹽水泥，金隅P.O42.5水泥。

砂，中國ISO標(biāo)準(zhǔn)砂（中級砂），廈門艾思歐標(biāo)準(zhǔn)砂有限公司出品，粒度為0.5mm-1.0mm。

酸鈉，分析純，天津市紅巖試劑廠。

天冬氨酸，分子量2000-10000，由實驗室合成。

北京地區(qū)粘土，取樣于北京科技大學(xué)，篩分出粒徑小于0.075mm的粘土顆粒，其具體化學(xué)成分見表2-1。

表2-1 北京地區(qū)粘土化學(xué)成分

高嶺土，分析純，天津市福晨化學(xué)試劑廠。

聚羧酸減水劑，西卡高性能減水劑，固含量為20%。

2.2 試驗方法

流動度測試方法按照GB/T 50080—2002《普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行。

TOC實驗主要是測定溶液中總有機碳的含量，從而推算水泥或粘土礦物對聚羧酸減水劑的吸附量。具體操作方法：取1g粉體加入到50ml濃度為4g/L的純水配制的聚羧酸減水劑溶液中，攪拌3min，靜置4min后用砂芯活動過濾裝置過濾，取5ml液體稀釋10倍后作為測試樣品。

2.3 試驗配合比

參照GB/T8077-2012《混凝土外加劑的勻質(zhì)性試驗方法》，并結(jié)合工程實際，本試驗砂漿的比例模擬C30混凝土中的砂、水泥、水的比例，水膠比采用0.4，使S：C：W=10:5:2，即質(zhì)量分別為700g，350g和140g，粘土礦物按比例內(nèi)摻于標(biāo)準(zhǔn)砂，外加劑摻量為1.5%。

根據(jù)前期實驗，選取北京地區(qū)粘土的含量為6%、9%和12%，選取高嶺土的含量為9%、12%和15%。

3 結(jié)果與結(jié)論

3.1 硅酸鈉的改善作用

北京地區(qū)粘土成分復(fù)雜，由表3-1看出對于粘土含量為6%的水泥砂漿，在不添加硅酸鈉時，流動度基本良好，添加硅酸鈉后流動度變化不大甚至有所降低；對于粘土含量為9%的水泥砂漿，在不添加硅酸鈉時，初始流動度良好，但經(jīng)時損失大，一小時后已經(jīng)沒有流動度，添加硅酸鈉之后流動度在一小時之內(nèi)保持在180mm以上，效果明顯；對于粘土含量為12%的水泥砂漿，不添加硅酸鈉時初始流動度受到影響，且損失大，一小時后無流動度，添加硅酸鈉后對于流動度的改善作用好，一小時內(nèi)保持在200mm以上。

表3-1 硅酸鈉對含粘土砂漿流動度改善

由表3-2可看出在高嶺土含量為9%和12%時，不添加硅酸鈉時不出現(xiàn)無流動度或流動度經(jīng)時損失大的情況，添加硅酸鈉后水泥砂漿流動度明顯變大，基本保持在200mm左右；在高嶺土含量為15%時，添加硅酸鈉的砂漿流動度與不添加硅酸鈉的砂漿流動度相似。

總體來說，硅酸鈉的改善作用明顯，最大流動度改善率可達到241.7%。

表3-2 硅酸鈉對含高嶺土砂漿流動度改善

3.2 天冬氨酸的改善作用

由表3-3 可看出，天冬氨酸（PASP）對含6%北京地區(qū)粘土的水泥砂漿流動度改善并不明顯，且會出現(xiàn)初始無流動度的情況，但對于9%和12%粘土含量的兩組砂漿出現(xiàn)的損失大和無流動度的現(xiàn)象，加入PASP后，對此種現(xiàn)象改良作用明顯，最大流動度改善率可達200%，且一小時內(nèi)流動度基本保持上升趨勢。

表3-3 天冬氨酸對含粘土砂漿流動度改善

由表3-4可看出，三組含高嶺土的水泥砂漿除了在測量初始流動度時會出現(xiàn)無流動度的情況外，其它時間的流動度均有改善。

表3-4 天冬氨酸對含高嶺土砂漿流動度改善

3.3 碳吸附性實驗

由表3-5和表3-6可看出，硅酸鈉有效的減少粘土礦物對碳的吸附量，對北京地區(qū)粘土可減少52.6mg，高嶺土可減少16.55mg，表明硅酸鈉對含粘土礦物的摻聚羧酸減水劑的水泥砂漿流動度改善作用良好。1g水泥吸附36.30mg PCE，1g水泥吸附40.11mg PASP，1g粘土吸附44.23mg PASP，1g高嶺土吸附47.38mg PASP，從吸附量上說，水泥，粘土，高嶺土對天冬氨酸的吸附量相差不大，對土不太敏感。

表3-5 TOC實驗數(shù)據(jù)

表3-6 TOC實驗數(shù)據(jù)對比分析

4 結(jié)論

（1）粘土礦物對含聚羧酸減水劑的水泥砂漿有不同程度的影響，北京地區(qū)粘土，在含較少量時會出現(xiàn)初始流動度良好，但流動度損失大，一小時內(nèi)會出現(xiàn)無流動度的情況；高嶺土，當(dāng)含量增加時會出現(xiàn)砂漿流動度損失大的情況。

（2）將硅酸鈉加入含一定量粘土礦物的摻聚羧酸減水劑的水泥砂漿中，測試其流動度改善情況，結(jié)果顯示硅酸鈉對含9%和12%北京地區(qū)粘土的水泥砂漿的流動度改善作用明顯，對摻9%和15%高嶺土的水泥砂漿的流動度也分別有一定的改善作用。

（3）將天冬氨酸加入含一定量粘土礦物的摻聚羧酸減水劑的水泥砂漿中，對含北京地區(qū)粘土和高嶺土的水泥砂漿均有明顯的改善作用。