避免泥土跟外加剂之间的不和谐
首先,当砂石中泥土含量较高时,聚羧酸减水剂减水率会大幅度降低,混凝土流动性急剧下降,坍落度损失很快,可运输的时间大为缩短,很难保证混凝土的运输、泵送和施工要求。其次,当骨料砂石中泥土含量较多时,会降低水泥与骨料之间的粘结强度,从而导致混凝土抗压、收缩、抗折、耐磨等性质受到不利影响,泥块和泥团还有可能聚集在一起,在混凝土中形成薄弱区,使得混凝土强度大幅度降低;并且泥土一般都存在膨胀性能,当泥土掺入混凝土后由于其膨胀性在混凝土结构中产生应力,会增大混凝土开裂的风险。
针对泥土对混凝土带来的不良影响,国内外学者逐渐深入研究抑制或抵抗泥土的方法和措施。一种思路是在使用砂石之前,先对砂石进行清洗,但这种思路不仅增加了人工、机械和用水费用,而且操作非常繁琐,不适用于大型工程与建设。另一种思路是通过增加聚羧酸减水剂掺量来满足工作需要,但聚羧酸减水剂掺量的增加不仅提高了混凝土的生产成本,而且有可能引起混凝土凝结时间过长、泌水、离析等不良后果。更有学者实验表明,当某些泥土超过一定量时,仅仅靠增加减水剂的掺量已经不足以来解决问题。因此,抑制或缓解泥土对聚羧酸减水剂不良影响的研究还需要更加深入地探索与研究。
研究了泥土对聚羧酸减水剂、萘系减水剂以及木钠的影响,并探究了聚羧酸减水剂在水泥和泥土上的吸附量与时间、体系温度、减水剂浓度的关系。结果表明,泥土对聚羧酸减水剂的影响最为明显,萘系减水剂次之,木钠对泥土的敏感度最低。水泥对聚羧酸减水剂的饱和吸附量为3.7mg/g,泥土对聚羧酸减水剂的饱和吸附量为10.1mg/g,聚羧酸减水剂在水泥和泥土上的吸附都符合Langmuir等温吸附模型。
考虑到传统聚羧酸减水剂对泥土的敏感性较强,侧链容易被泥土吸附到其层间结构中,以甲基丙烯酸、甲基烯丙基磺酸钠和羟烷基甲基丙烯酸酯合成了一系列不含侧链的聚羧酸减水剂,其对泥土敏感性较弱,是一种与泥土适应性相对较好的聚羧酸减水剂。
为了避免泥土对聚羧酸减水剂的过量吸附,保证有足够的减水剂与水泥颗粒发生作用,考虑到天然沸石粉具有微孔结构,比表面积大且吸附性能强,因此以天然沸石粉作为缓释剂与聚羧酸减水剂以及缓凝剂复配使用,当混凝土骨料中含有泥土时,泥土会优先被表面吸附强烈的沸石所吸附。这种复配方式,在不提高减水剂掺量的前提下使水泥净浆流动度和混凝土坍落度保持性均得到了提高。但本试验的关键是聚羧酸减水剂能否自由从沸石粉上脱除,沸石粉吸附性能很强,如果没有被泥土吸附的减水剂反而被沸石粉吸附,则会给混凝土带来更大的影响。
尽管聚羧酸减水剂与泥土相容问题的研究已经取得了快速发展,但泥土与聚羧酸减水剂作用机理研究还需完善,混凝土抗泥剂和抗泥型聚羧酸减水剂的研究还得继续,因此,针对混凝土抗泥问题,还需要全面系统的研究,从而能够更快更好地解决泥土对聚羧酸减水剂带来的负面影响。
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