机制砂石粉含量与聚羧酸外加剂的适应性研究
高性能混凝土中聚羧酸外加剂的适应性研究 冯玉强
高性能混凝土中聚羧酸外加剂的适应性研究冯玉强摘要：聚羧酸外加剂具有高减水率，质量稳定等特点，可提高混凝土的耐久性和使用寿命。
但由于聚羧酸外加剂灵敏度高，适应性差，对混凝土其他材料质量要求较高，所以工程使用难度较大。
本文结合工程实践，从外加剂性能，骨料等方面分析了适应性差的原因，并提出解决方案。
关键词：高性能混凝土；聚羧酸外加剂；适应性引言：混凝土外加剂技术伴随着新型化学建材工业的发展，从20世纪60年代开始，性能优越、品种多样的新型混凝土外加剂产品的出现，给混凝土的性能带来新的飞跃，混凝土性能在工作性、高强性、匀质性、稳定性、耐久性等方面达到了一个新的高度。
本文就对聚羧酸外加剂进行了分析。
1.聚羧酸混凝土外加剂的适应性问题所谓外加剂的适应性是指外加剂在相同的条件下，因水泥不同而造成使用效果有较大的差异、甚至是完全不同的程度。
聚羧酸外加剂近两年来在铁路建设项目中大量应用，并在高速铁路项目中进行了试验，证明其适应性相对较差，其混凝土原材料组分、产地等因素的微小变化都会造成新拌混凝土性能出现变化，这一特点与萘系减水剂具有较强适应性和稳定性的特点截然不同。
2.影响适应性的主要因素及改进措施2.1外加剂自身因素2.1.1质量有待提高从国内聚羧酸外加剂的发展来看，早期用于生产聚羧酸（均称聚醚）的聚乙二醇主要从德国，日本，韩国等国进口；另一主要原料是甲基丙烯酸，正在引进和消化扩大规模；其他单体和辅料等成本较高，而国内生产的产品质量无法保证；原材料的不确定性使得聚羧酸外加剂的质量参差不齐。
此外，从生产过程来看，控制多元羧酸的生产一直是难以突破的问题。
酯化产品的质量和稳定性对最终减水剂产品的质量和稳定性有很大的影响。
2.1.2改进的措施（1）先进设备的选择，特别是使用完好无损，质量高的搪瓷反应釜。
（2）选择质量稳定，合成稳定的单体。
（3）加强合成技术和工艺研究，设计科学合理的“分子结构”和简单实用的合成技术工艺。
不同机制砂与聚羧酸减水剂的相容性及机理分析
同,酸能比的差异影响聚竣酸减水剂侧链密度，一般酸瞇比
越大，聚竣酸减水剂侧链密度越小。PC2的酸瞇比较大，则其
侧链密度相对较小。
NEW BUILDING MATERIALS
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侯云芬，等：不同机制砂与聚竣酸减水剂的相容性及机理分析
由图1、图2可知，聚竣酸减水剂的分子结构也会影响其
灰岩机制砂制备的砂浆初始流动度最大，达到310 mm,且30、 60,90,120 min流动度仍然较大,经时损失最小，120 min时 流动度仍咼达262.5 mm；米用凝灰岩机制砂制备的砂浆初始 扩展度最小，仅212.5 mm,且经时损失最大,60 min时流动度 为120 mm.90 min时流动度为100 mm,已经丧失流动度;其 余3种母岩机制砂与PC1减水剂的相容性介于石灰岩机制 砂和凝灰岩机制砂之间，初始流动度仍能达到270 mm。综 上,5种母岩机制砂与聚竣酸减水剂PC1的相容性排序为:
50
60
70
80
26/0
图4 5种机制砂的XRD分析
(a)HG
(b)HL
(c)NII
(d)PM
(e)SH
图5 5种机制砂的表面织构
由图4、图5可见： ⑴花岗岩（HG）机制砂表面相对平整，表面纹路大多为
直线且排布混乱，颗粒表面有异色矿物。花岗岩属于岩浆岩 中的深成岩，由地壳中各种不同成分的岩石熔融凝固而成, 深成岩位于地下深处，岩浆冷凝速度慢，岩石多为全晶质，矿 物结晶颗粒也比较大，常常形成大的斑晶，内部结构致密。从
• 74 • 新型建筑材料
2019.3
侯云芬，等：不同机制砂与聚竣酸减水剂的相容性及机理分析
1试验
机制砂混凝土配合比优化设计及其外加剂研究
摘要当今社会日益繁荣，经济飞速发展，带来基础设施的建设也相应发展迅猛。
配置混凝土传统所用的天然砂资源已经越来越匮乏，已经不能满足工程需求了，因此机制砂在社会建设过程中扮演着一个越来越重要的角色，它将填补天然砂资源的紧缺所带来空缺。
所谓机制砂，就是通过制砂机和其它附属设备加工而成的砂子。
由于机制砂是通过机械设备人为生产出来。
过程可以得到控制，因此其成品更加规则，可以根据不同工艺要求加工成不同规则和大小的砂子，更能满足日常需求，凭借这些优点与天然砂相比其占有一定的优势。
但是与天然砂相比，机制砂有级配较差，颗粒尖锐而且棱角，表面较粗糙，细度模数偏大等特点，因此在工程界，人们对使用机制砂来配置高强高性能的混凝土还是存有一定疑虑，由于对其性能的不了解，使得机制砂在高强高性能混凝土结构和一些重要部位混凝土的应用受阻。
所以如何来了解并改善机制砂的性能使其能得到更为普遍的应用已经变得非常重要。
机制砂与天然砂的最主要区别，就是在机制砂的生产过程中不可避免的要产生一定数量的颗粒直径小于75μm的石粉，而石粉的含量对机制砂混凝土的性能有着很大的影响，本文中也就会就其含量对其机制砂混凝土性能的影响进行讨论，而在天然砂中就不存在这个问题，同时，在坚固性方面，机制砂也要比天然砂稍差一点，但是仍然可以达到GB/T 141684293标准所规定的的优等品指标，因此在建筑用混凝土中使用不存在问题。
但是如果是用在经常遭受摩擦冲击的混凝土构件中，则必须掺用外加剂，外加剂的使用对机制砂混凝土的影响也将在本文中讨论。
除了上述的石粉含量和外加剂的使用对机制砂混凝土的性能有很大影响外，母岩的性质和生产工艺对机制砂的性能也有很大的影响，从而影响机制砂混凝土的性能。
本文就将从这几个方面来研究他们对机制砂混凝土各项性能的影响，从而对它们进行优化设计来提高机制砂混凝土的性能。
关键词：机制砂，混凝土，母岩，石粉，生产工艺，外加剂，性能1.1.1天然砂资源匮乏 (2)1.1.2国内相关标准的制约 (3)1.1.3机制砂性能的研究尚不成熟 (4)1.1.4现代建筑对高性能混凝土的需求 (5)1.1.5研究的意义 (6)1.2机制砂混凝土的研究和使用现状 (6)1.3存在的各种问题 (9)1.4研究目标和途径 (10)1.4.1研究目标 (10)1.4.2研究途径 (10)第二章机制砂性能对混凝土的影响 (10)2.1机制砂母岩及其影响 (10)2.1.1母岩种类及特性 (10)2.1.2母岩质量要求 (13)2.1.3母岩检测 (13)2.1.4不同母岩对混凝土效果区别 (14)2.2机制砂的生产工艺及其影响 (16)2.2.1机制砂生产工艺及设备选型 (16)2.2.2机制砂生产工艺流程 (17)2.2.3不同工艺生产出来的机制砂，对混凝土是否有影响 (17)2.3石粉对混凝土特性的影响及机理 (18)2.3.1石粉含量的影响 (18)2.3.2机制砂石粉含量实验分析及含量要求 (18)2.3.3石粉对混凝土性能的影响 (19)第三章外加剂对机制砂混凝土性能的影响 (21)3.1外加剂作用机理和效果 (21)3.2外加剂机制砂混凝土与天然砂混凝土效果上的明显区别 (23)3.3外加剂在面对机制砂的时候所需改进 (23)第四章机制砂混凝土配合比 (23)4.1机制砂混凝土配合比对混凝土性能的影响 (23)4.2机制砂混凝土配合比优化设计 (24)第5章结语 (25)参考文献 (26)致谢 (26)第一章 绪论1.1研究背景和意义1.1.1天然砂资源匮乏随着我国经济的飞速发展，基础设施的建设相应加快。
砂石含泥量对聚羧酸高性能减水剂性能的影响
砂石含泥量对聚羧酸高性能减水剂性能的影响现阶段大范围使用的混凝土工程中，有效发挥聚羧酸减水剂的性能，可以使建筑的坚固性加强。
所谓聚羧酸高性能减水剂，主要是对泥成分有一定的吸附作用，而使用材料中的含泥量又与混凝土性能和质量息息相关。
文章旨在通过对不同强度等级的混凝土中加入不同泥成分来进行控制变量的试验，进一步提升混凝土抗压强度。
标签：聚羧酸高性能减水剂；含泥量；混凝土工程；强度；性能前言聚羧酸高性能减水剂是我国减水剂行业主要利用的物质，也代表未来发展方向。
但不容忽视的是，聚羧酸高性能减水剂虽然具有高性能的减水作用，但由于它自身组成物质的问题，导致在使用过程中极易与混凝土原材料间发生冲突，造成难以避免的兼容性问题，其中砂石的含泥量影响最为显著，这也为后期着重与研究砂石含泥量与聚羧酸高性能减水剂的关系埋下了伏笔。
1 聚羧酸高性能减水剂基本概念解析1.1 减水剂解析减水剂从问世以来总共经历了三次变化。
最初减水剂种类较少，相应的功能不丰富，减水能力也较差，主要是利用木质素作为基本成分形成的，虽然有减水作用，但是收效甚微，不仅不能发挥自身的优势，反而会延误工期，造成大量的资源浪费[2]。
第二代的减水剂在第一代的基础上进行转型，利用相对来说较为成熟的工艺，利用氨基磺酸盐等作为主要组成成分。
经过改良后的减水剂，整体上对混凝土工程施工过程中的力学性能有所提升，但是也存在一些小问题，例如砂浆的流动性差，混凝土的稳固性较低。
而且整个操作过程由于会有甲醛这一有害气体散发，也是对操作人员生命安全的一种威胁，因而在近几年的市场上不再具备较强的竞争力。
第三种就是现阶段市面上流通最广的聚羧酸高性能减水剂，其减水率可以达到25%以上，操作过程中也不会出现危害环境和人体健康的物质，高度符合我国关于发展高性能绿色材料相关精神。
1.2 聚羧酸高性能减水剂结构特点由于聚羧酸高性能减水剂对于水溶性高分子具有较强的吸附作用，其结构即使复杂多样，但也有据可循。
含粘土机制砂对不同分子结构聚羧酸减水剂应用性能的影响
从表 7 可以看出，以 1.0%的钠基膨润土复合河砂用来模拟机制砂，得到的砂浆的工作 性能接近，这说明，在河砂中添加 1.0%的钠基膨润土可以得到本实验所用机制砂的应用效 果，此时这种机制砂的含泥量为 5.64%。 2.4 聚羧酸对膨润土的适应性
采用钠基膨润土复合河砂替代机制砂进行砂浆试验，考察两种聚羧酸对泥粉的适应性， 保持膨润土掺量为 1.0%，测试聚羧酸减水剂掺量变化引起的流动度变化，结果见图 3。
随着天然河砂开采量的下降，机制砂已经逐步代替天然砂成为混凝土生产的重要原材 料。由于其生产过程不规范（如粉料泥料未水洗）导致出现了颗粒级配不良、粒型片状化以 及含粉量过高等问题， 其中级配以及粒型问题可以通过配合比设计来解决， 而含粉量过高时， 若主要成分为石粉，则对混凝土的和易性有利[1]，但当所含粉主要成分为粘土时，则会大量 吸附聚羧酸减水剂[2]。从粘土结构来看，其晶体结构由硅氧四面体和铝氧八面体组成，由四 面体片和八面体片按不同规律连接起来构成晶层， 称为结构层或层， 由一个四面体片和一个 八面体片所组成的单元层称为 1:1 型结构层，如高岭石、埃洛石和蛇纹石等。由两个四面体 片中间夹一个八面体片所组成的单元层称为 2:1 型结构层，如蒙脱石、石母、蛭石等[3]。其 中 2:1 型的层状晶体结构会使粘土矿物具有丰富的孔道结构和层间距可调性， 可大量吸附聚 羧酸减水剂。 Plank 教授[4]研究表明粘土的层状结构会使得聚羧酸在蒙脱土晶层间发生插层， 从而降低聚羧酸分散性。 李崇智等人[5]对比了钙质骨料和硅铝质骨料与聚羧酸减水剂的适应 性。 已有研究过于偏向理论或简单应用， 为了建立理论研究与实际应用的科学联系， 本文将 研究含粘土机制砂对不同结构聚羧酸的应用性能的影响。 选择两种不同结构的聚酯和聚醚型 聚羧酸减水剂， 确定二者在标准混凝土中的基本性能， 考察细骨料分别为河砂和含粘土机制 砂时对两种减水剂分散性能的影响， 并分析机制砂所含粘土的主要化学组成， 建立膨润土复 合河砂的简化评价体系，考察聚羧酸减水剂对膨润土的敏感性，并采用 XRD、zeta 电位等 手段进行分析探讨。
砂石含泥量对掺聚羧酸外加剂混凝土质量的影响
砂石含泥量对掺聚羧酸外加剂混凝土质量的影响发表时间：2018-09-10T17:27:10.577Z 来源：《基层建设》2018年第20期作者：阚福山[导读] 摘要：通过对粘土物理化学成分的组成以及其对聚羧酸外加剂吸附量的分析，并结合实际论证，提出了砂石含泥量对掺聚羧酸外加剂混凝土质量影响的见解，为预拌混凝土企业生产提供了一条可行的技术路线。
华辉瑞工程质量检测（北京）有限责任公司摘要：通过对粘土物理化学成分的组成以及其对聚羧酸外加剂吸附量的分析，并结合实际论证，提出了砂石含泥量对掺聚羧酸外加剂混凝土质量影响的见解，为预拌混凝土企业生产提供了一条可行的技术路线。
关键词：含泥量；聚羧酸外加剂；混凝土；混凝土质量引言聚羧酸外加剂因其具有减水率高,兼有缓凝、引气等优点,目前在国内已经逐步从一些重点工程到一般工程得到大量应用,且国内已基本上实现了企业化规模生产。
但聚羧酸外加剂缓凝时间有限,特别是针对于商品混凝土生产企业及工程施工需要,仍需要加入缓凝剂来调整混凝土的凝结时间。
因此笔者通过净浆试验,确定不同种类缓凝剂对掺聚羧酸外加剂净浆的影响众所周知，混凝土组成的化学反应是非常复杂的，除去正常的硅酸水化反应外，矿粉、粉煤灰的添加也使混凝土的研究增加了很多亮点，但令很多混凝土学者头疼的事情是，由于混凝土砂石原材料带入的粘土导致混凝土初始流动性降低、收缩裂缝增加、耐久性降低等质量问题层出不穷，控制难度也较大，本文就砂石含泥量对掺聚羧酸外加剂的混凝土质量的影响展开论述。
1 聚羧酸外加剂的作用机理聚羧酸系外加剂在分子结构上表现为梳形状，与较常用的传统外加剂对比，其在超分散性能方面十分突出。
这主要是因为聚羧酸系外加剂具备羧基、磺酸基等相关的活性亲水基团和聚氧化乙烯链基等不饱和单体，在分子结构上通过单一静电斥力效应结构转换为静电斥力效应和空间位阻效应共同作用形成一种结构形式，并可以此产生出立体式分散系统。
梳形聚合物在水泥颗粒表层呈齿形吸附性状，在主链是通过羧基、磺酸基等活性官能团来提供静电斥力，梳形聚合物的侧链主要是延伸到水泥粒子的各不同位置，发挥整体位阻的效果，将会对分散系统的稳固性产生直接影响，对于水泥浆体的流动程度也会产生直接性的影响。
国内外聚羧酸外加剂的研究进展和现状
国内外聚羧酸外加剂的研究进展和现状褚阳在捷克首都布拉格召开的第十届国际混凝土外加剂会议上，我国科研机构和外加剂公司20人参加。
根据会议文献资料显示，当今技术发展呈现以下几个特点。
一、是未来聚羧酸产品的发展趋势为低掺量、高效能、多功能化，能适应多变化成分的水泥和掺合料，能抵抗高含泥量砂石和水泥中的过量的硫酸盐的吸附。
国外聚羧酸外加剂仍然以聚酯型为主，日本近年的聚羧酸减水剂的重大发展为强制所有外加剂和混凝土减缩剂复合使用，日本土木协会提出了新的规范，对每个等级的混凝土提出了控制混凝土收缩的指标。
针对混凝土泌水问题，市场上推出了混凝土增稠剂来改善混凝土的和易性。
土耳其、印度等发展中国家也在引进中国的聚醚一步法合成技术。
二、是本次会议报道的新的大单体新品种为VPEG。
该大单体的聚合方法为在30℃以下和马来酸酐聚合。
小分子磷酸型聚羧酸，双磷酸盐作为吸附螯合基团，链接着聚乙二醇，该产品为法国Chryso SA 公司持专利，已经形成工业化生产。
三、是由于混凝土工业的迅速发展，大量天然的砂已经消耗殆尽，人工砂的大量使用，给行业的发展带来了新的问题。
高含泥量是大家面临的技术难题。
聚羧酸减水剂对砂石中泥的强烈吸附，对泥的吸附量为290毫克/克，传统外加剂（如萘系，脂肪族等）的对泥吸附量为40毫克/克，所以在高含泥砂石的应用场合,萘系等传统外加剂具有一定的优势。
研究指出聚乙二醇（2000），可以部分缓解聚羧酸对泥的吸附，可以作为泥吸附的牺牲剂使用，国内的初步评价结果已被肯定。
钾离子也可以被泥吸附。
另有报道，丙烯酸羟烷基酯加入聚羧酸减水剂分子结构中也可以减少聚羧酸减水剂对泥的敏感性。
四、是德国Plank研究小组，肯定了IPEG（国内TPEG 501）是最好的聚羧酸减水剂，并和APEG、MPEG 类羧酸进行了对比。
IPEG微观结构为星状聚合物，具有柔性链段微观结构，对水泥吸附量少，MPEG酯类减水剂为梳型结构，APEG为捧状刚性结构，水泥吸附量高。
凝灰岩机制砂与聚羧酸减水剂的适应性试验研究
水剂 方面 因素 。如减水 剂分 子结 构 、 极性 基 团种类 、 非 极性 基 团种 类 、 平均 分子 量 及分 量分 布 、 聚合 度 、
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４ — ９ — ２ ９
第 一 作者 简 介 ： 刘 慈军 ， 男， 宁 波市 高 等 级 公 路 建设 指挥 部 高 级 工 程 师 ， 博士 。 基金项 目： 宁 波 市社 会 发 展 重 大 重点 项 目 （ 项 目编 号 ： ２ ０ １ ３ Ｃ ５ １ ０ １ １ ） ； 宁 波 交 通运 输 委 员 会 科 技 项 目（ 项 目编 号 ： ２ ０ １ ３ ０ ８ ） 。
聚羧 酸减水剂在 实 际使 用 过程 中 ， 发现 与天然砂
相 比， 在 机制砂混 凝土 中表现 出了更高 的敏感 性 ， 聚 羧酸减 水剂 的类 型 、 减水剂 掺 量 、 机 制砂 中石 粉含 量 等 因素 ， 都会 引起 混凝土 的流动性不好 、 泌水 、 分 层等现 象 ， 对混凝 土 的泵送 施工性 能造成 了不利 的影响 。 本试 验研究 采用 不 同类 型 聚羧 酸减 水剂 和 不 同石粉 含量 的机 制 砂 。 进 行 减水 剂 的饱 和点 试验 和保
引 言
天然 砂 是一 种 自然 资源 ， 随 着我 国基础 设施 建 设 的发 展 和对 环 境保 护 的需 要 ， 现 有 的天 然砂 已难 以满 足建筑 业可持 续发 展 的需 要 ， 使用 机 制砂 已成 形势 所 需 。机制 砂是 由机 械 破碎 、 筛 分制 成 ， 粒径 小
于４ ． ７ ５ ｍｍ 的岩石颗 粒 ， 细度模 数普遍 在 ３ ． ０ ～ ３ ． ７内 。由于 机制砂 颗粒 形状 粗糙 尖锐 、 多 棱角 ， 并 且机 制 砂 颗粒 内部微 裂纹 多 、 空 隙率 大 、 比表面 积 大 ， 加 上 石 粉含 量 高 等特 点 ， 造成 机 制砂 混 凝 土与 天 然河 砂 混 凝土相 比有 一定 的差异 ［ １ １
一种适应于机制砂混凝土的聚羧酸减水剂的合成研究
一种适应于机制砂混凝土的聚羧酸减水剂的合成研究摘要：基于聚羧酸减水剂分子结构原理，在聚羧酸减水剂分子结构中引于功能聚合物，用于屏蔽和吸附机制砂中的絮凝剂石粉粘土，减小絮凝剂石粉粘土对聚羧酸减水剂的吸附影响，降低聚羧酸减水剂母液在不同机制砂中的用量，能够有效的改善机制砂混凝土性能，在一定程度上降低了应用成本，具有良好的社会经济效益。
关键词：专用聚羧酸减水剂；机制砂；絮凝剂前言：我国国民经济的持续发展带来了基础工业建设与建筑业对混凝土需求量不断上升，混凝土材料河砂的供应越来越少，河砂的开采已威胁到了环境的生态平衡，国家对河砂的开采实施管控。
机制砂已得到普遍应用，机制砂替代河砂已成为未来混凝土的趋势。
机制砂混凝土普遍存在离析泌水，流动性差，减水剂用量高，与聚羧酸减水剂相容性不好，给混凝土质量带来了隐患。
同时对混凝土的生产和聚羧酸减水剂的应用也是不小的挑战。
机制砂因岩石的不同，它的矿物组成，表面结构特征，吸附性，吸水性，酸碱性都不同，因此对聚羧酸减水剂的相容性很差。
干法生产的石粉粘土多，湿法生产的大都絮凝剂含量不均匀或残留超标。
粒型不好，针片状过多，不注重级配，细度模数偏大。
特别是为了达到绿色环保要求，从2018年1月起，多部环境法与环境保护方案开始实行，明确要求砂石厂废水严禁外排，须循环利用，故大量砂石厂在污水处理工艺中采用絮凝剂（大多以阴离子分子量为1200万的聚丙烯酰胺絮凝剂为主）去加速污水中悬浊物的沉降，使其能够快速、有效地将洗砂后的污水沉淀处理进行循环利用。
由于絮凝剂的掺入导致机制砂中含有不同比例的絮凝剂，会给搅拌站混凝土带来很大的影响。
初期表现减水率不够：1200 万分子量的阴离子型聚丙烯酰胺对掺聚羧酸减水剂的混凝土流动性影响最大，且浓度越高影响越大；非离子型聚丙烯酰胺对混凝土的流动性影响最小。
使用时注意减水剂掺量会需要提高。
中后期表现塌落度损失比较大：目前国内对于絮凝剂来说还未有比较好的办法处理，减水剂企业调整来说也是比较困难，大多通过增加母液用量和小料方法，但是调整能力有限，不治根。
机制砂混凝土配合比优化设计及其外加剂研究
THANKS
缓凝剂
早强剂
延长混凝土的初凝和终凝时间，减少混凝土 的收缩和徐变，提高混凝土的抗裂性和耐久 性。
加速混凝土的硬化过程，提高混凝土的早期 强度和抗疲劳性能。
外加剂对机制砂混凝土性能的影响
对强度的影响
合理使用外加剂可以显著提高 机制砂混凝土的强度，其中减 水剂和早强剂的效果最为显著
。
对耐久性的影响
外加剂的使用可以提高机制砂混 凝土的抗冻性、抗裂性和耐久性 ，其中引气剂和缓凝剂的效果较 为明显。
对工作性的影响
外加剂可以改善机制砂混凝土的工 作性，如减水剂和引气剂可以增加 混凝土的流动性，提高其可泵送性 和施工性能。
外加剂的优化选择和应用策略
根据工程需求选择合适的外加剂种类和用量
应综合考虑外加剂的价格、效果以及对环境的影响等因素，选择性价比高的外加剂。
优化配合比设计
配合比设计时应考虑外加剂与机制砂混凝土的相容性，以及对外加剂用量的影响，以达到 最佳的使用效果。
基于可持续发展的需求与挑战
可持续发展的需求
机制砂混凝土配合比优化设计需要符合可持 续发展的原则，包括资源的可持续利用、能 源的可持续消耗和环境的可持续保护等方面 。优化设计需要考虑到混凝土的生命周期， 从原材料的选取、生产、施工、运行到废弃 等环节，都需要实现可持续性。
面临的挑战
如何在满足可持续发展的需求下，实现机制 砂混凝土配合比优化设计，提高混凝土的环 保性、耐久性和经济性，是当前需要解决的 重要问题。同时，还需要解决可持续混凝土
性。在炎热天气下施工时，添加缓凝剂可以避免混凝土过快硬化，提
高施工质量。
外加剂对机制砂混凝土力学性能的影响
增强剂
增强剂可以提高混凝土的强度，如聚合物类增强剂可以显著提高机制砂混凝土的抗压、抗折和抗拉强度。使用 增强剂可以有效提高机制砂混凝土的承载能力和耐久性。
砂石含泥量对掺聚羧酸外加剂混凝土质量的影响
酸盐外 加剂混凝土质 量影响的见解 ， 为预拌混凝 土企业生产提供 了一 条可 行的技术路线。 关键 词 ： 含泥 量 ， 聚羧酸减水 剂 ， 混凝土 ， 混凝土质量 中圈分 类号 ： Ｔ Ｕ ５ ２ ８ ． ０ ｃ ４ ２ 文献标识码 ： Ａ 酸盐矿物 ， 为非水 硬性胶凝材料 ， 其 可 以通过 干燥或烘 烤而 硬化 。
一般 隋Βιβλιοθήκη 膨润土 ８ ｏ ％为表面吸附， 高岭土为 １ ０ ０ ％的晶体边缘 吸附。
２ 粘 土
１ ） 基本概 念。
聚羧酸盐系减水剂 是一种 高性 能减水 剂 ， 它的 出现 和我 国高 铁混凝 土的高耐久性、 高减水率 、 低碱含量的要求密不可分 ， ２ Ｏ Ｏ ６ 年
砂 石含泥量 中所含 的泥 就是 粘土 ， 粘土是一 种地球 亿万 年来 我 国国产聚羧酸 盐减 水剂 才开始 逐渐 使用 。它 是水 泥混 凝 土运 化 学上 可 以分 为两 类 ， 以主链 为 甲基 丙 自 然进化 、 天然存 在 、 由各 种矿 物质 、 有机 质 微生 物共 同组成 的 用中的一种水泥分 散剂 ， 侧链 为羧 酸基团和 ＭＰ Ｅ Ｇ（ Ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｘ ｙ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｅ ｔ ｈ ｙ ｌ ｅ ｎ ｅ Ｇ ｌ ｙ ｃ ｏ １ ） 的聚 复合 多层 结构物质 。主要成分 为硅铝酸盐 结晶水 合物 ， 即层状 硅 烯酸 ， 出的石料 要剔 除 ， 为下一步工序做好准备 。 在沥青罩面 的施工 过程 中 ， 对材 料 的要 求 比较严 格 ， 另 外对
砂 石 含 泥 量 对 掺 聚 羧 酸 外 加 剂 混 凝 土 质 量 的 影 响
田艳 鹏 李晓峰
（ １ ． 晋城市建筑质量监督站 ， 山西 晋城 ０ ４ ８ ０ ０ ０ ２ ． 山西省建筑科学研究院 ， 山西 太原 ０ ３ ０ ０ ０ １ ）
浅谈聚羧酸外加剂与混凝土其他原材料的适应性问题
外加剂自上世纪30年代就进入中国并推广应用，特别是20世纪末聚羧酸系减水剂的研制和成功生产、应用则开创了混凝土外加剂的新纪元。
这种减水剂因掺量低、减水率高、混凝土坍落度损失小等特性，得到了行业工程界的推崇，同时也带动了混凝土技术的飞速发展。
近几年国家基础建设进程加快，建筑企业随之也增多，原材料供应愈发紧张，原材料质量参差不齐。
河砂资源禁采匮乏，机制砂细度模数大、含泥量超标、级配差；水泥复合掺料比例增加等等。
这严重影响了混凝土的质量，外加剂与其他原材料的适应性已经成为了最大的问题。
1水泥与外加剂适应性对混凝土质量的影响水泥是混凝土中最重要的组成部分之一，也是决定混凝土性能的最重要部分，而当前水泥厂只注重强度，过分磨细，严重影响了混凝土质量。
以前水泥掺合料一般在10%～15%，42.5水泥28天胶砂抗压强度基本能维持在50MPa左右，现在水泥厂为了降低成本把掺合料提高到了20%～30%，42.5水泥28天胶砂抗压强度很难达到48MPa了。
水泥的细度并不是越大越好，细度过大在达到相同工作性的前提下混凝土的需水量也会增大，混凝土坍落度损失也会变大。
水泥中如果铝酸三钙含量高，或水泥中半水石膏的量及硫酸钠的量也高时，混凝土的坍落度损失特别大，在半个小时左右就会失去流动性，严重影响施工。
（1）当水泥中的碱含量高时，会出现混凝土流动度下降、坍落度经时损失增大的情况，特别是在使用低硫酸盐含量的减水剂时效果更明显，而硫酸盐含量较高的减水剂效果却能明显改善这种情况。
这主要是低浓减水剂所含硫酸钙是在合成中和时产生，水溶性极好。
所以当碰到使用高碱水泥时，在减水剂复配时加入一定量的硫酸钠和羟基羟酸盐缓凝剂，混凝土流动度以及坍落度较好。
（2）当水泥碱含量高，而聚羧酸减水剂pH值较低时，混凝土首先会产生酸碱中和反应，混凝土不但温度会上升，而且还会加速水泥的水化，混凝土的流动度以及坍落度在短时间内会出现比较大的损失。
所以碰到类似水泥时切忌不能用柠檬酸类酸性缓凝剂而是改用碱性类缓凝剂，如六偏磷酸钠、多聚磷酸钠等效果更好。
机制砂与聚羧酸减水剂的适应性研究
机制砂颗粒形状粗糙尖锐、多棱角，并且机制砂颗粒内部微裂纹多、空隙率大、比表面积大，加上石粉含量高等特点，造成机制砂混凝土与天然河砂混凝土相比有较大的差异。
国标规定C30〜C50混凝土用机制砂石粉含量在5%以下，而未经处理的机制砂一般石粉含量在10%〜15%左右。
若用水洗去除石粉不仅浪费材料、污染环境，且经水洗后的机制砂部分0.15mm,0.3mm乃至0.6mm的颗粒也被带出，破坏了机制砂的原有级配，导致配制的混凝土粘聚性较差，混凝土成本增加。
聚竣酸减水剂作为一种新型的高性能减水剂，具有减水率高、保坍性好、混凝土收缩率低等优点，同时产品不含甲醛等对人体有害的物质，是一种绿色环保产品，目前已广泛应用于实际工程中。
然而，与天然砂相比，聚竣酸减水剂在机制混凝土中表现出了更高的敏感性，更低的适应性。
聚竣酸减水剂的类型、减水剂掺量、机制砂中石粉含量等因素，都会引起混凝土的流动性不好、泌水、离析等现象，对混凝土的泵送施工性能、力学性能和耐久性都造成了不利影响。
因此，本试验研究采用各类型聚竣酸减水剂和不同石粉含量的机制砂，进行胶砂与混凝土性能试验，从而开展聚竣酸减水剂与机制砂之间的适应性研究，进而指导机制砂混凝土外加剂的筛选，具有一定的工程实际意义。
1试验部分1.1试验原材料P.042.5普通硅酸盐水泥，黄石华新水泥厂产；机制砂，象山磊顺产；石粉（从机制砂中筛分取得）；I级粉煤灰，武汉阳逻电厂产；S95级矿粉，武汉黄陂产；碎石（粒径5~20mm,连续级配）；5种聚竣酸减水剂：分别编号为T-I（上海高铁）、T-2（陕西黄峪）、T-3（德国巴斯夫）、T-4（江苏尼高）和T-5（湖南家美乐素）。
1.2试验方法水泥胶砂流动度按规范GB/T2419-2005《水泥胶砂流动度测定方法》进行测试；外加剂的性能按GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》和GB/T8076-2008《混凝土外加剂》进行测试。
探析高性能混凝土中聚羧酸外加剂的适应性
探析高性能混凝土中聚羧酸外加剂的适应性摘要：在进行高性能混凝土的制备环节中，通过聚羧酸外加剂的使用，可以有效改善混凝土的和易性、稳定性与耐久性，进而提高混凝土的使用性能。
但是，由于聚羧酸外加剂适应性相对较差，并且敏感性较强，因而在大范围推广过程中受到了一定的限制。
本文首先对聚羧酸外加剂的优点以及作用原理进行探讨，并进一步研究其在高性能混凝土中的适应性。
关键词：高性能；混凝土；聚羧酸外加剂；适应性1引言随着建筑行业的高速发展，施工中对于混凝土的性能要求越来越高。
因为聚羧酸外加剂的减水率相对较高、分子结构自由度较大，并且能快速提升混凝土的强度、不含有甲醛等有害物质，因而在现阶段的混凝土制备过程中有着广泛的应用。
由于施工中所用混凝土的种类较多，同时受到不同施工状况以及原材料等因素的影响，导致了聚羧酸外加剂的适应性较差，通过对其适应性进行深入探讨，能够有效提高聚羧酸外加剂应用的效果与灵活性。
2概述2.1聚羧酸外加剂的应用优势首先，就减水率而言，聚羧酸外加剂有着优异的减水效果，其减水率能够达到25%甚至更高；其次，当混凝土的坍落度和水泥用量保持不变的前提下，通过使用聚羧酸外加剂能够有效提高混凝土的早期与后期强度；此外，聚羧酸外加剂的使用可以显著提高混凝土的工作性能，这是由于聚羧酸可以对不同的分子结构进行调整，进而使得混凝土可以满足不同施工条件下的要求。
另外，聚羧酸外加剂还能改善混凝土的收缩性与环保效果。
通过聚羧酸外加剂的使用，能够对矿物掺合料的比例进行适当调整，进而减少水泥放热环节所造成的混凝土裂缝等问题。
同时，在进行聚羧酸外加剂的制造与生产环节中，不会出现废气、废液以及废渣等污染物，因而不会对外界自然环境造成破坏。
2.2聚羧酸外加剂的作用机理分析一方面，当把聚羧酸外加剂加入到混凝土时，它会在水泥颗粒的表面形成吸附作用，进而可以形成一个具有相应厚度的吸附层。
通过支链包裹住水泥颗粒延缓水化，进而起到良好的保塌作用。
探究砂石含泥量对聚羧酸高性能减水剂的影响
探究砂石含泥量对聚羧酸高性能减水剂的影响0引言国内经济快速增长，基础设施建设得以快速均衡发展，减水剂是基建混凝土工程不可或缺的重要组成，日渐成为影响混凝土质量水平的一项重要因素。
基建工程得以大力发展，打破了减水剂、水泥、地材（砂石）产业的均衡发展，由于生产工艺、地材质量以及三者相互间的匹配性能差异，一定程度上制约了混凝土工程的发展。
同时，也给施工造成一定影响，导致新拌混凝土工程质量出现各类通病，如：混凝土出现泌水、收缩性大、假凝（瞬间凝结，拌合后此现象消失）、强度偏低、坍落度瞬间消失等现象。
其中，混凝土坍落度损失过快现象更为普遍，也是影响混凝土现场施工和后期质量的关键因素。
结合现场施工经验发现，砂石含泥量是影响新拌混凝土坍落度和保坍性能的主要原因，也是较为直观的直接因素。
当砂石总含泥量大到某种程度时，减水剂尤其聚羧酸高性能减水剂对含泥量的吸附性明显增大，其减水效应快速降低且趋于失效，从而导致新拌混凝土的坍落度瞬间损失。
因此，有必要通过试验摸索砂石含泥量与聚羧酸高性能减水剂的减水效应的关系，以便指导混凝土工程。
1混凝土坍落度损失主要因素新拌混凝土坍落度损失过快现象主要可以归结为以下几方面（详见表1）。
a）水泥、水泥比表面积（细度）、水泥颗粒形式、石膏种类及掺量和形态、研磨温度、溶解性、碱含量、C3A含量、掺合料及拌合时的水泥温度。
b）集料的影响，如：细度、含泥量和颗粒形状。
c）外加剂的影响，如：减水剂、缓凝剂、引气剂等。
d）施工及环境方面的影响，如：环境温度、水泥用量、施工配合比、施工温度、外加剂掺加方式、混凝土搅拌及运输方式、混凝土静动态情况等。
因此，解决新拌混凝土坍损问题，要有针对性地查找原因、进行分析，从而着手解决问题。
2含泥量对混凝土坍落度的影响从地材（砂石）洁净程度来改善混凝土坍落度损失过快的现象，是最直接、最经济、最有效的方法，同时也是最简单且容易实现的方法。
通过对砂石含泥量不同考究混凝土坍损试验以及结合长期的施工现场施工经验，发现砂石含泥量越大混凝土坍损越快，需获得同等坍落度时则需更大的用水量，这样必然会造成混凝土水灰比增大、混凝土强度快速降低、混凝土收缩性急剧增大、混凝土耐久性不断降低。
机制砂与减水剂的适应性研究
实验与研究0 引言天然砂是一种典型的自然资源，常被用于建筑工程行业。
由于越来越多的工程建设需要和环境保护因素，天然砂严重匮乏，已无法满足市场需求。
机制砂的出现无疑很好解决了天然砂不足问题。
机制砂是通过制砂机加工而成的砂子，其表面粗糙、棱角尖锐，石粉含量多，细度模数一般在2.8~3.5。
因此机制砂混凝土往往与天然砂混凝土存在一定的差异。
减水剂的种类繁多，和机制砂的适应性差异大。
萘系等传统减水剂已不能满足工程需要，而聚羧酸减水剂作为一种新型的高性能减水剂，具有大减水、高保坍、高增强等功能，目前广泛应用于公路、桥梁、隧道等工程。
机制砂的级配、细度模数、石粉含量及聚羧酸减水剂的类型、掺量等因素都会影响混凝土工作性能。
故基于不同的聚羧酸减水剂与机制砂的适应性展开探究，以期科学指导机制砂混凝土用减水剂的筛选，进而优化混凝土配合比。
1 减水剂适应性的影响因素1.1 减水剂因素不同的减水剂，由于化学成分、分子结构、基因种类、聚合度等的不同，其适应性也不同。
聚羧酸盐减水剂的表现更好，其坍落度也较好，萘系减水剂和蜜桉树脂减水剂的适应性并不理想，其坍落度较差。
1.2 机制砂因素机制砂母材中最常见骨料类型有钙质骨料和硅铝质骨料，钙质骨料的吸水性普遍不高，与减水剂适应性较好，硅铝质骨料吸水性大，故而与减水剂的适应性表现差强人意。
级配良好的机制砂颗粒大小分布均匀、比表面积和孔隙率较小，可有效提高混凝土的稳定性，一般而言，细度模数在2.6~3.2的砂为工程建设中最理想级配范围。
石粉含量是机制砂与天然砂最明显区别之一，石粉含量对机制砂混凝土工作性有显著影响，与减水剂适应性方面表现得也更明显。
1.3 水泥因素水泥的性能主要取决于水泥熟料的质量，由于选择的原材料和生产工艺等不同，水泥的矿物组成及比例不同，对减水剂的吸附性也有所不同。
水泥中碱含量增大，减水剂与水泥的适应性变差，减水剂的塑化效果变差，混凝土坍落度经时损失增大，还会存在碱-骨料反应的潜在危机。
聚羧酸高性能减水剂在不同机制砂混凝土中的应用探讨
聚羧酸高性能减水剂在不同机制砂混凝土中的应用探讨发布时间：2022-11-27T15:07:23.481Z 来源：《建筑实践》2022年第15期作者：杨春柳[导读] 机制砂因其生产时所用的原材料不同以及生产工艺不同杨春柳东莞市虎门港混凝土有限公司广东东莞 523000[摘要]机制砂因其生产时所用的原材料不同以及生产工艺不同，其成品颗粒级配及形状均有差异，对配制出的混凝土的性能也有极大影响。
本文主要通过检索与机制砂、聚羧酸高性能减水剂、混凝土等相关文献资料，通过系统化地梳理及分析后，以试验方式，围绕着不同的机制砂配制混凝土时，聚羧酸减水剂的实际应用情况开展试验分析，了解聚羧酸减水剂对不同机制砂配制的混凝土的适应性情况，旨在为业内人士对于这方面的研究提供有价值的参考。
[关键词]混凝土；机制砂；减水剂；高性能；聚羧酸；应用；前言：在混凝土总体结构当中，细集料是不可或缺的重要组成部分。
伴随人们不断增强环保意识、且天然砂相关资源不断减少，以至于机制砂代替天然砂已经逐渐成为了一个将必然趋势。
不同地区当中，机制砂的颗粒形貌及其级配等各项性能参数均有差异性存在，极大地影响着混凝土实际性能影响。
而聚羧酸高性能减水剂，其与普通类型的减水剂比较起来，达到同等流动性之下较低掺量，对于水泥实际凝结时间不会产生较大影响，泌水、粘聚性和流动性差等相关问题均可得到有效解决，呈良好的保坍性，120min内可做到无损失或呈较小损失。
因而，针对不同的机制砂条件之下混凝土当中聚羧酸高性能减水剂实际应用情况开展综合分析较为必要。
1、关于机制砂及聚羧酸高性能减水剂概述1.1在机制砂层面所谓机制砂，主要是把卵石或是岩石除土开采，借助机械予以破碎处理，再筛分成为＜5mm粒径卵石或岩石颗粒。
可以说，相比较于天然砂，这种机制砂主要是由稳定材质卵石或是岩石经破碎处理所制备而成，它的细度模数具备可调性，总体质量相对稳定。
国内现阶段多数商混站对于机制砂总体品质所开展评价的指标，是以细度模数及石粉含量等各项指标为主。
机制砂混凝土用外加剂优选试验研究
机制砂混凝土用外加剂优选试验研究王婵;占文;秦明强;徐文冰【期刊名称】《城市住宅》【年(卷),期】2014(000)007【摘要】研究了不同类型聚羧酸外加剂和聚羧酸外加剂复配溶泥剂对机制砂混凝土性能的影响,提出机制砂混凝土外加剂的选用原则和较优的溶泥剂掺量.研究结果表明,机制砂混凝土宜选用较高掺量、适中减水率聚羧酸外加剂来降低敏感性,掺入适量的溶泥剂后可降低混凝土黏度,改善混凝土的保坍性能,并对机制砂混凝土的力学性能和耐久性无不利影响.【总页数】3页(P113-115)【作者】王婵;占文;秦明强;徐文冰【作者单位】中交武汉港湾工程设计研究院有限公司,湖北武汉430040;海工结构新材料及维护加固技术湖北省重点实验室,湖北武汉430040;中交武汉港湾工程设计研究院有限公司,湖北武汉430040;海工结构新材料及维护加固技术湖北省重点实验室,湖北武汉430040;中交武汉港湾工程设计研究院有限公司,湖北武汉430040;海工结构新材料及维护加固技术湖北省重点实验室,湖北武汉430040;中交武汉港湾工程设计研究院有限公司,湖北武汉430040;海工结构新材料及维护加固技术湖北省重点实验室,湖北武汉430040【正文语种】中文【相关文献】1.高性能海工混凝土外加剂优选试验研究 [J], 谢蒙;李玉伟;吴立彬2.高性能海工混凝土外加剂优选试验研究 [J], 谢蒙;李玉伟;吴立彬;3.百色水利枢纽大坝RCC外加剂优选试验研究 [J], 刘鲁强;蒋巧玲4.一种有机外加剂对高含泥机制砂混凝土工作性及力学性能试验研究 [J], 钟明云;范志;李文科;贺斌;瞿官伟;李军5.外加剂对机制砂混凝土表面气泡参数影响试验研究 [J], 温金保;樊金光;唐修生;杜志芹;刘兴荣;夏强;季海因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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机制砂石粉含量与聚羧酸外加剂的适
应性研究
摘要：本文探究了机制砂中石粉含量对聚羧酸外加剂饱和点、保坍性能、引
气性能的影响。
通过试验得出，外加剂的饱和点和敏感性随机制砂中石粉含量的
增加而增大，保坍性能下降等特点。
适当的缓凝剂能够有效提高混凝土保坍性能，合理的缓凝剂掺量为2%~4%。
石粉含量过低或者过高均会影响外加剂的引气性能，石粉含量超过12%时应适当提高引气剂掺量，合理的引气剂掺量为0.1%~0.2%。
关键词：机制砂；石粉；混凝土；聚羧酸外加剂
1引言
随着天然砂资源的紧缺和国家环保监管的力度加强，机制砂取代河砂势在必行，机制砂已广泛应用于各类工程中。
在实际使用中发现，与河砂相比，机制砂
存在石粉含量波动范围大，对聚羧酸外加剂敏感性强等问题[1]，混凝土性能很难
稳定控制，容易导致混凝土流动性差、包裹性差、容易离析泌水、外加剂掺量高
及混凝土坍损快等问题，严重影响了机制砂的使用和推广。
本文依托贵州贵黄高速公路，针对不同石粉含量的机制砂和几种类型的聚羧
酸外加剂进行试验，开展机制砂混凝土中机制砂石粉含量与减水剂间适应性影响
的研究，可以更快的指导施工企业选择适用的混凝土减水剂和机制砂，同时也可
以更好的指导机制砂的生产，为保证工程质量和工程顺利实施具有一定的实际意义。
2 试验原材料及方法
2.1原材料
（1）水泥采用贵定海螺盘江水泥有限公司P.O42.5水泥，其技术性能指标
具体见表1。
表 1 水泥检测结果
（2）细骨料选用老草坪施秉牛大场厂生产的机制砂，检测结果见表 1.2。
表 2 机制砂检测结果
（3）粗骨料选用老草坪施秉牛大场厂生产碎石，采用两种级配5~10mm和
10~20mm以3：7的比例混合使用。
（4）外加剂采用山西黄河新化工科技有限公司聚羧酸减水剂。
减水率30%，含固量25%。
2.2试验方法
2.2.1 试验砂准备
本试验将2.1原材料中的机制砂配制成石粉含量分别为0%、5%、10%、12%、15%和20%的6个试验砂样品，分别烘干备用。
说明：本试验中准备的6个机制砂样品的筛析数据略有差异，但总体变化不大，故本试验不予考虑。
2.2.2 检测方法
试验方法参照《混凝土外加剂》（GB 8076-2008）、《公路工程水泥及水
泥混凝土试验规程》（JTG 3420-2020）。
2.配合比
本试验配合比标号C50，配制强度不低于58.2MPa，坍落度200±20mm。
基准
配合比数据见表2.1
表2.1基准混凝土配合比（kg/m³）
编
C F S G W A
号
基457101 5.
准29884255484
3 试验结果与讨论
3.1机制砂石粉含量对外加剂饱和掺量的影响
通过检测3种不同配方外加剂分别在5种不同石粉含量时的胶砂扩展度变化情况，可以确定3种减水剂对5种石粉含量的机制砂拌制砂浆的外加剂掺量饱和点，来比较3种不同外加剂最合适掺入量，如下图1~图3所示。
从上图1~3可以看出，对比同一种外加剂和不同石粉含量机制砂配制水泥砂浆的饱和点可知，对于相同的外加剂，石粉含量对外加剂饱和点的影响表现为：
随石粉含量的提高，减水剂的饱和点也随之增加，同时随着石粉含量增加，机制
砂对外加敏感性也增强。
石粉含量高，外加剂掺量的细微变化就会导致砂浆的流
动行存在很大的差异，使得外加剂掺量可调范围小，现场控制也很困难。
这种情
况下，往往会导致现场混凝土浇筑时状态的不稳定和多变性，增加浇筑的困难。
3.2机制砂石粉含量对减水剂保坍性的影响
机制砂在石粉含量在5%~20%之间时，按上述试验所确定的3种外加剂饱和点，通过检测胶砂流动度在不同时间点上的变化，来确定外加剂的保坍性能。
由图4、图5和图6折线变化情况可知，随着石粉含量增加，三种减水剂保
坍性能逐渐下降。
W-1减水剂保坍性能对石粉含量变化比较敏感，随着石粉含量
增加，保坍性能变差。
W-2减水剂本身保坍性能较差，随着石粉含量变化不明显。
W-3减水剂在低石粉含量的情况下具有较好的保坍效果，当石粉含量超过15%时，W-3保坍性能急剧下降。
3.3机制砂石粉含量对减水剂缓凝效果的影响
采用不同石粉含量机制砂研究在一定缓凝剂掺量下混凝土的保坍性能和凝结
时间影响，通过改变缓凝剂的掺入量，测定合理的缓凝剂掺入量。
在保证相同的外加剂成分和缓凝剂用量的情况下，对不同石粉含量混凝土的
凝结时间测试，结果见图7。
结果表明，随着石粉含量的提高，机制砂拌制的混凝土凝结时间也会相应缩
短。
这主要是由于石粉的比表面积大，在混凝土中能够为水泥水化提供晶核，促
进水泥水化，缩短了凝结时间。
同时可以看出当机制砂石粉含量在4%~8%时，机
制砂混凝土的凝结时变化很小，而当石粉含量＞12%时，混凝土凝结时间缩短较快。
因此，在使用机制砂拌制混凝土时，应根据机制砂中石粉含量来适当调节混
凝土的凝结时间。
为了研究缓凝剂对机制砂混凝土工作性能的影响，采用含粉量为8%的机制砂，在保证外加剂其他组分不变的情况下，改变缓凝剂在外加剂中的用量，测试混凝
土的坍落度经时损失情况，具体见图8。
结果表明缓凝剂低于2%的情况下，机制砂混凝土保坍性能较差，损失很快，
一个小时内就失去流动；缓凝剂在3%~5%之间时，混凝土保坍性能表现较好。
但
缓凝剂掺量≮5%，混凝土变粘稠，流动性变差，流速慢，工作性能无法保证。
因
此本研究推荐合理的缓凝剂掺量在3%~4%。
3.4机制砂石粉含量对减水剂引气性能的影响
为了保证混凝土具有良好的工作状态，通常外加剂中会复配一定量的引气剂，采用引气剂相同的外加剂，在保证坍落度一致的情况下，测试不同石粉含量机制
砂拌制混凝土的含气量，结果见图9。
试验结果表明，随着石粉含量的增加，机制砂混凝土含气量先增加后减小。
本试验中，机制砂混凝土含气量在石粉含量4%时引气剂效果最明显。
这主要是由
于石粉含量较低时，混凝土状态较差，容易出现泌水，浆体粘度低，混凝土保气
性能差，导致混凝土引气困难[2]；随着石粉含量的增加，混凝土浆体粘度适中，
引气剂容易引入气泡，同时混凝土具有良的保气性能；当石粉含量较高时，混凝
土粘度继续增加，浆体表面张力增大，使得引气剂很难引入气泡，混凝土含气量低，工作状态差。
上述研究表明石粉含量对引气剂有较大影响，为保证混凝土具有适当的含气
量和良好的工作状态，需要根据机制砂石粉含量的高低调整减水剂中的引气剂用量。
表3为不同掺量引气剂下C50混凝土的工作状态、含气量和容重。
从表3中可以看出，引气剂掺入量对混凝土工作状态及性能影响较大。
本试
验中引气剂掺量小于0.1%时，混凝土工作性能差，容易出现离析泌水，包裹性差；引气剂掺量在0.1%~0.2%时混凝土有良好的工作状态，流动性较好；当引气剂超
过0.3%时，混凝土虽然状态良好，但混凝土扩展度较小，表面有气泡泛出，引气
剂过量。
因此本研究推荐合理的引气剂掺量在0.1%~0.2%之间。
表3 不同引气剂掺量机制砂混凝土工作状态
3.5 机制砂石粉含量对混凝土性能的影响
本试验采用（0%、5%、10%、12%和15%）5中不同石粉含量的机制砂和选定的一种外加剂拌制C50混凝土，此时机制砂筛分数据略有差异，本试验不予考虑。
混凝土性能如表4。
表4同一种外加剂和不同石粉含量对混凝土性能
3.5.1 同一种外加剂和不同石粉含量对混凝土工作性能的影响
3.5.1 同一种外加剂和不同石粉含量对混凝土强度的影响
从图12可以看出，石粉掺量为5%、10%和12%时，混凝土抗压强度均能满足要求，其他石粉用量时，强度均不符合要求。
其原因是添加适量的石粉，其填充效应能够形成密实的混凝土微结构，因此强度较高。
根据以上试验可知，石粉掺量在5%~12%为可行的，
综合以上情况分析，在选定的聚羧酸减水剂配制混凝土时，机制砂中石粉含量应控制在5%~12%范围内。
4结论
（1）在砂浆配合比相同的条件下，浆体流动度及其保坍性与减水剂的类型选择相关较大。
对于同一种外加剂配制的试样，外加剂的饱和点随机制砂中石粉含量的增加而增加。
石粉含量超过10%时，胶砂流动度对外加掺量变化敏感，细小的外加剂掺量变化，将引起流动度出现急剧变化。
（2）石粉含量影响混凝土的凝结时间，石粉含量增加，凝结时间缩短，调整缓凝剂用量能够有效提高混凝土保坍时间。
石粉含量过高和过低均会对降低减水剂引气性能，石粉含量超过12%时应该适当增加引气剂用量。
通过试验，本研究推荐合理的引气剂掺量应为0.1%~0.2%之间。
（3）在进行机制砂混凝土配制之前，应进行不同石粉含量的机制砂和不同类型聚羧酸外加剂的试验。
研究混凝土中机制砂石粉含量与减水剂间的适应性及确定机制砂的石粉含量的区间范围，以便及时了解它们对混凝土各方面性能的影响。
通过科学的手段，更快的指导施工企业选择适用的混凝土减水剂和机制砂，同时也可以更好的指导机制砂的生产，为保证工程质量和工程顺利实施具有一定的实际意义。
参考文献
[1] 王立、周俊《机制砂与聚羧酸减水剂的适应性研究》中国标准化；2018年24期
[2] 鲍王军、王奇伟《机制砂中石粉对聚羧酸减水剂性能的影响》商品混凝土；2018年11期。