机制砂亚甲蓝对外加剂掺量的影响及复配措施.docx

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1、引言随着环保力度的加大，河砂资源趋于匮乏，机制砂开始大规模应用。机制砂中小于 0.075mm颗粒的主要成分与母岩化学性质基本相同，但在机制砂生产过程中不可避免地 会挟带部分黏土等杂质，通常采用MB值评定机制砂中泥粉含量。不同学者对于机制 砂MB值的影响因素进行了大量研究。刘战鳌等研究表明，泥粉含量、比表面积和矿 物特性对MB值的影响非常显著，而石粉含量的影响相对较小，石粉比表面积和矿物特 性的影响更是微乎其微。李北星等研究表明，机制砂MB值与石粉含量关系不大，而 与粘土含量成线性正比关系，同时发现MB值还与砂中所含粘土的特性有很大相关性。 沈卫国等研究认为，粉料中泥粉是机制砂MB值的主要贡献者

2、，粉料含量和泥粉比例 都会明显影响机制砂MB值。机制砂中的泥粉由粘土矿物组成，由于粘土独特的层状结 构和较大的比表面积，对外加剂及水分子有很强的吸附作用，导致混凝土体系中减水剂 和自由水减少，影响外加剂的掺量和混凝土坍落度损失。文章通过总结20182020年 混凝土试验数据，探讨机制砂MB值对外加剂掺量的影响规律，并提出相应的外加剂复 配措施。1、试验部分1.1原材料水泥：P-O 42.5R水泥,冀东水泥璧山有限责任公司生产，其化学分析及物理指 标见表Io粉煤灰：级，细度23% ,烧失量6.2% ,需水量比102% ,冀东水泥重庆混凝 土有限公司提供。减水母液：型号Point-ss ,固含量5

3、0% ,密度1.118gcm3, PH值5.3 , 0.4%掺量时，混凝土减水率29% ,科之杰生产。保坍母液：型号Point-T ,固含量40% , 密度1.095gcm3, PH值5.2,0.5%掺量时,混凝土减水率15% ,科之杰生产。表1水泥化学分析及物理指标水泥化学分析;%水泥物理指标细度 /%比表面积 /(cm2g)稠度 /%凝结时间min抗压强度/MPaCaOSiO2AI2O3Fe2。3MgOSO3R2O初凝终凝3d28d61.7118.845.542.391.752.760.825.035727.317021433.651.81.2试验配比2018 2020年试验数据所用混凝土

4、配比和外加剂配比分别见表2、表3。表2 2018 2020年试验用C30混凝土配比编号水泥 /(kgm3)粉煤灰/(kgm3)相机砂Z(kgm3)细机砂 /(kgm3)河砂/ (kgm3)510mm石子 /(kgm3)10 20mm 石子 /(kgn3)水 /(kgm3)砂率 /%1220-25080-100380-648162-403268-301643 - 76016040.6-442235-24785-100260910257612-146 - 340695-86016045-48.5表3 2018 2020年试验用外加剂配比 %减水母液保阴母液葡钠蔗糖引气剂消泡剂5.5-100-4.5

5、0-30-2.50.040.021.3试验设计考虑到混凝土砂率、外加剂配比中减水、保坍母液用量不同会影响外加剂的掺 量，方便对2018 2020年混凝土试验数据进行修订，分别设计了混凝土砂率以及外加剂 配比中减水、保坍母液用量对外加剂掺量的影响试验。1.3混凝土砂率对外加剂掺量的影 响选取砂率分别为42%、44%、46%、48%、50%的混凝土配比进行试,通过调整外加 剂掺量，让混凝土初始扩展度保持在(58010 ) mm ,观察砂率对外加剂掺量的影响，试验方案见表4。表4砂率对外加剂掺量的影响试验方案鹦W(kgm3)(kgm3)(kgm3)SIZIkgfm3)%ms%SH42SL-244SL

6、32409516023574612SL-448SL-5501.3.2外加剂配比对外加剂掺量的影响使用相同的混凝土配比，以6.5%减水母液+3.3%保 坍母液为基准外加剂配比，相应降彳由咸水母液、保坍母液用量，观察外加剂配比中减水、保 坍母液用量对外加剂掺量的影响，试验方案见表5。表5外加剂配比对外加剂掺量的影响试验方案翳糊耐懒|耐神对掷耐粼W-I6.52.3K2359016。2350 R6533W-3S.53.31.4测试方法机制砂细度模数、MB值试验依据GBT14684-20n建设用砂的规定 进行，测定细度模数时，称取500g经过烘干的机制砂，使其分别通过规格为9.5mm、4.75mmx 2

7、.36mm、1.18mmx 600mx 300pm、150m 的方孔筛，细度模数 的计 算见式（1）；测定机制砂MB值时，将烘干的机制砂过2.36mm方孔筛，称取200g机制 砂，加入500ml蒸播水，以（60060）rmin的转速搅拌5min ,然后以（40040）rmin 的转速搅拌，直至试验结束。向悬浮液中加入亚甲蓝溶液，搅拌至少Imin后，用玻璃棒沾 取1滴悬浮液并滴于滤纸上，当滤纸上沉淀物周围出现Imm的稳定色晕试验结束，MB值 的计算见式(2 )。m _ (4 + 4 + 4 + H + A) - 5Xx 1 OO 式中，A、A2、A3、A4、A5、ACo 另 IJ 为 4.75

8、m E、2.36】nm、1-18m in、600 JLrr、300 JLrr、I 50 jl iti7Jj 6yJ 9rff 余百分率(%) OMB= x IO(2)G式中，叱为试样质齿 (g) ； G为所力n人自9亚甲蓝溶液 白勺，适、量(mL) o混凝土坍落度、扩展度、容重试验参照GB/T 50080-2016普通混凝土拌合物性能试验 方法进行。1.5外加剂复配试验方法及要求针对机制砂MB值高容易导致外加剂掺量高、混凝土坍落 度损失大的特点，采取两种方案。第一种是保持外加剂配比不变，通过调整外加剂掺量观察 混凝土的坍落度损失情况。第二种是通过保持外加剂配比中减水、保坍母液总固含量不变， 通

9、过提高或降氐减水、保坍母液的用量观察混凝土的坍落度损失情况以及外加剂掺量的变化 情况。试验过程中保持混凝土初始扩展度550mm ,保证混凝土初始状态有一定的流动性。2、结果与讨论2.1 混凝土砂率及外加剂配比对外加剂掺量的影响2.1.1混凝土砂率对外加剂掺量的影响按照表4的试验方案,混凝土砂率对外加剂掺量的影响试验结果见表6和图I0表6砂率对外加剂掺量的影响耦M%Mimim般土够悔SH1.9205/570190/465SL-22.01220/585195/505SL-32.1230/580220/500SL-42.21230/575215/505SL-52.3240/580220/5002.4

10、1 .Q.I*.I.4244464850图1砂率对外加剂掺量的影响由图1可知，每增加1%的砂率，外加剂掺量增加0.05%o随着砂率的增加，外加剂掺量逐 渐提高，主要是由于砂率提高后，粗、细集料的总比表面积增加，混凝土达到相同的扩展度 需要更多的用水量，因此需要提高外加剂掺量进一步释放被浆体包裹的水。由表6可知， 随着砂率的提高，混凝土和易性逐渐变好，当砂率小于44%时，由于砂子不能填满石子的 空隙，导致混凝土和易性差、跑浆；当砂率提高至50%时，由于浆体不能充分包裹细集料 表面，导致细集料之间摩擦增大，混凝土流动性变差；砂率46%时，混凝土和易性好，且 混凝土单方成本最低，所以选择46%砂率最

11、合理。2.1.2外加剂配比对外加剂掺量的影响 按照表5的试验方案，外加剂配比中减水、保坍母液用量对外加剂掺量的影响试验结果见 表7。表7外加剂配比对外加剂掺量的影响编号外加剂掺量 /%初始坍落度/扩展度 mm2h坍落度/扩展度 mmW-12.2230/570230/565W-22.1230/575230/580W-32.3225/560230/570由表7可知，外加剂配比中增加1%的减水母液用量,外加剂掺量降低0.2% ;增加1%的保坍母液用量,外加剂掺量降低0.1%。2.2 外加剂掺量的修订根据以上试验规律，对砂率不同、外加剂配比不同的混凝土中的外加剂掺量按照以下原则进行修订，修订结果见表8

12、0表8 2018 2020年混凝土试验数据ODOOOOOftoboAOOOAOOBoBooooonooooooh。IOCe.OCQ Oooocc。CnoaCCCOCQOOqOOC誉 DC ”/s:T7c7er,N7/;c/ccn.:7R75c?r.7v07小品变黑黑尤黑至黑Jo器北88*版靠以皿器 ; cr“ccnAcbDrhbcfnscl:八 CC 二 c4r.CCGf3F M27叱工MdooWzoozomxooomwom ,ch,n = Nnr:hki*x:*hPQgCoOOCPCRonoPOQCQOCrORCx2cOmSOPQ KCCCIrAQ Cz11rot7-r!c6i4a- Cc*

13、c4z1zl c&c/CFC g/ecrcfcccDnnnccrbn,:WN :，3COnP:;:S; YxaClNN:NkX a: KaaXNaaNKNNNKaaNNaOX:Ooooooooooooooooooooooooooooooooooo:20:00000000000000000000000000000003一二二二二二二二 I“黑黑霁霓黑黑肾或雷器9器尊器北或霞花 Yke:NdQYnF.NN H NNNnddAmNNaCNN?NHaOTOOMOO-noooooooooooooooooooooooookB1lgcl*CarUz7zzrclzzrcc Ccccoc(1)以46%砂率为基准

14、,每增加或降低1%砂率,外加剂掺量相应降氐或增加0.05% ( 2 )以7%减水母液+2%保坍母液为基准外加剂配比，每增加或减少1%固含量的减水母液，外加剂掺量增加或降低02%每增加或减少1%保坍母液,外加剂掺量增加或降低0.1%。( 3 )缓凝剂用量根据天气温度进行调整，在缓凝剂用量合理的情况下，不会影响外加剂掺量，此 次外加剂掺量修订不考虑缓凝剂用量对外加剂掺量的影响。2.2.1机制砂MB值对外加剂 掺量的影响按照外加剂掺量修订原则，对表8中外加剂掺量进行修正，得到MB值与综合 修订掺量的关系如图2所示。由图2可知，机制砂MB值对外加剂掺量影响非常明显，当MB 值 L 4时，外加剂掺量随MB值增加变化幅度不大；当MB值 1