黃 劍，王 鵬

（廣東省南粵交通投資建設(shè)有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)得以快速均衡發(fā)展，減水劑是基建混凝土工程不可或缺的重要組成，日漸成為影響混凝土質(zhì)量水平的一項(xiàng)重要因素。

基建工程得以大力發(fā)展，打破了減水劑、水泥、地材（砂石）產(chǎn)業(yè)的均衡發(fā)展，由于生產(chǎn)工藝、地材質(zhì)量以及三者相互間的匹配性能差異，一定程度上制約了混凝土工程的發(fā)展。同時(shí)，也給施工造成一定影響，導(dǎo)致新拌混凝土工程質(zhì)量出現(xiàn)各類通病，如：混凝土出現(xiàn)泌水、收縮性大、假凝（瞬間凝結(jié)，拌合后此現(xiàn)象消失）、強(qiáng)度偏低、坍落度瞬間消失等現(xiàn)象。其中，混凝土坍落度損失過快現(xiàn)象更為普遍，也是影響混凝土現(xiàn)場(chǎng)施工和后期質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，砂石含泥量是影響新拌混凝土坍落度和保坍性能的主要原因，也是較為直觀的直接因素。當(dāng)砂石總含泥量大到某種程度時(shí)，減水劑尤其聚羧酸高性能減水劑對(duì)含泥量的吸附性明顯增大，其減水效應(yīng)快速降低且趨于失效，從而導(dǎo)致新拌混凝土的坍落度瞬間損失。因此，有必要通過試驗(yàn)摸索砂石含泥量與聚羧酸高性能減水劑的減水效應(yīng)的關(guān)系，以便指導(dǎo)混凝土工程。

1 混凝土坍落度損失主要因素

新拌混凝土坍落度損失過快現(xiàn)象主要可以歸結(jié)為以下幾方面（詳見表1）。

表1 影響新拌混凝土坍落度的主要因素匯總表

a）水泥、水泥比表面積（細(xì)度）、水泥顆粒形式、石膏種類及摻量和形態(tài)、研磨溫度、溶解性、堿含量、C3A含量、摻合料及拌合時(shí)的水泥溫度。

b）集料的影響，如：細(xì)度、含泥量和顆粒形狀。

c）外加劑的影響，如：減水劑、緩凝劑、引氣劑等。

d）施工及環(huán)境方面的影響，如：環(huán)境溫度、水泥用量、施工配合比、施工溫度、外加劑摻加方式、混凝土攪拌及運(yùn)輸方式、混凝土靜動(dòng)態(tài)情況等。

因此，解決新拌混凝土坍損問題，要有針對(duì)性地查找原因、進(jìn)行分析，從而著手解決問題。

2 含泥量對(duì)混凝土坍落度的影響

從地材（砂石）潔凈程度來改善混凝土坍落度損失過快的現(xiàn)象，是最直接、最經(jīng)濟(jì)、最有效的方法，同時(shí)也是最簡(jiǎn)單且容易實(shí)現(xiàn)的方法。通過對(duì)砂石含泥量不同考究混凝土坍損試驗(yàn)以及結(jié)合長(zhǎng)期的施工現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)砂石含泥量越大混凝土坍損越快，需獲得同等坍落度時(shí)則需更大的用水量，這樣必然會(huì)造成混凝土水灰比增大、混凝土強(qiáng)度快速降低、混凝土收縮性急劇增大、混凝土耐久性不斷降低。

當(dāng)砂石含泥量超過一定范圍時(shí)，砂石含泥量對(duì)聚羧酸減水劑的吸附作用急劇增加，成為主導(dǎo)作用，直接導(dǎo)致聚羧酸減水劑的減水性能趨于失效的臨界狀態(tài)。此時(shí)，通過增加聚羧酸減水劑的摻量，會(huì)在一定程度上改善新拌混凝土的坍落度損失，但同時(shí)也將有可能因?yàn)榫埕人釡p水劑摻量過高導(dǎo)致新拌混凝土出現(xiàn)離析、扒底、產(chǎn)生大量氣泡且氣泡快速增大與消破，致使新拌混凝土坍落度在短時(shí)間內(nèi)降至30～50 mm，甚至坍落度消失，難以滿足現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際需求。

3 試驗(yàn)檢測(cè)分析

首先，通過試驗(yàn)確定各種原材料的物理、力學(xué)、化學(xué)性能指標(biāo)，確定各試驗(yàn)參數(shù)如下。

3.1 河砂

產(chǎn)地：韶關(guān)富哥砂場(chǎng)；細(xì)度模數(shù)：Mx=3.27；表觀密度：ρs=2.636 g/cm3；進(jìn)場(chǎng)含泥量結(jié)果為3.1%，經(jīng)沖洗干凈后試驗(yàn)結(jié)果為0.0%。

3.2 碎石

產(chǎn)地：韶關(guān)膽源石場(chǎng)；級(jí)配：5～10 mm、10～20 mm碎石經(jīng)20%∶80%比例摻配成5～20 mm連續(xù)級(jí)配碎石；質(zhì)材：石灰?guī)r質(zhì)、堅(jiān)硬；表觀密度：ρs=2.750 g/cm3；進(jìn)場(chǎng)含泥量結(jié)果為1.0%，經(jīng)沖洗干凈后試驗(yàn)結(jié)果為0.0%。

3.3 減水劑

廠家：山西永紅建材實(shí)業(yè)有限公司；品牌型號(hào)：Yx-JS緩凝型聚羧酸高性能（HPWR-R型）[1]減水劑；減水率：31.9%。

3.4 水質(zhì)

地下井水，干凈潔凈，符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

3.5 泥土

來源于紅黏土，干燥細(xì)磨過0.075 mm篩。

3.6 水泥

江西贛州海螺P·O 42.5水泥，其性能指標(biāo)詳見表2。

表2 水泥物理、力學(xué)性能指標(biāo)

3.7 混凝土配合比設(shè)計(jì)與選定

使用聚羧酸高性能減水劑生產(chǎn)混凝土?xí)r，應(yīng)控制砂石含水量、含泥量和泥塊含量的變化[2]。根據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ 55—2011）的混凝土配制強(qiáng)度公式fcu,o≥fcu,k+1.645δ，并聯(lián)合采用重量法和體積法計(jì)算即得選定強(qiáng)度等級(jí)為C40的配合比[3]。該C40混凝土配合比組成為C∶S∶G（5～10mm）:G（10～20mm）∶A∶W=440∶678∶230∶912∶4.40∶160；坍落度T實(shí)測(cè)=180 mm。

其次，在用水量不變的情況下通過調(diào)整砂石總含泥量的方式驗(yàn)證含泥量對(duì)聚羧酸高性能減水劑的吸附作用影響，詳見砂石含泥量與混凝土坍損檢測(cè)結(jié)果對(duì)應(yīng)表（表3）和圖1。

表3 砂石含泥量與混凝土坍損檢測(cè)結(jié)果對(duì)應(yīng)表[4]

從表3可以看出，砂石含泥量大小對(duì)新拌混凝土用水量有顯著影響。在用水量保持不變的情況下，砂石含泥量（即小于0.075 mm顆粒）增大時(shí)，新拌混凝土初始坍落度逐漸減小，同時(shí)混凝土保坍能力也隨之越來越差。不妨通過使用不同含泥量砂石建立起減水劑的減水率與集料含泥量的關(guān)系（見圖1），查找其內(nèi)在聯(lián)系。

由表3數(shù)據(jù)和圖1所示表明：a）砂石的總含泥量與聚羧酸高性能減水劑的減水率成反比；b）當(dāng)砂石的總含泥量達(dá)到一定程度時(shí)，聚羧酸高性能減水劑由于含泥量吸附作用起主導(dǎo)因素導(dǎo)致聚羧酸高性能減水劑趨于失效狀態(tài)；c）當(dāng)砂石的總含泥量固定時(shí)，聚羧酸高性能減水劑有固定摻量；d）坍落度在一定程度上受用水飽和度影響，一般情況下混凝土坍落度保坍時(shí)間不應(yīng)小于30 min。

圖1 減水率與集料含泥量關(guān)系圖

4 結(jié)語

砂石含泥量大小如同高溫環(huán)境一樣是直接影響混凝土坍落度損失過快的重要原因之一。把控好砂石含泥量，相當(dāng)于提高減水劑的減水率作用，間接對(duì)能源、資源的節(jié)約和環(huán)境保護(hù)起到重要作用。因此，在實(shí)際工程施工中，根據(jù)砂石含泥量合理分析、調(diào)整聚羧酸高性能減水劑的摻量將起到積極作用。