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聚羧酸减水剂(简称"PC")因具有高减水率、高保坍性、高耐久、高性能化潜力大等优良性能,被越来越广泛地应用于混凝土工程中。大量的工程实例及研究表明,混凝土原材料中不可避免的泥对掺PC混凝土的工作性能等产生显著影响。 以往人们大多关注的是泥对混凝土力学性能的影响,本文则从土壤学、水泥混凝土化学和高分子物理化学等基本原理出发,以解决行业发展应用难题为目标,结合宏观力学性能试验结果,从泥的矿物性质、液相性质和颗粒性质三个方面出发,较为系统探讨了不同种类和组分的泥对不同浓度和类型的聚羧酸减水剂分散性的影响规律,并对含泥量的定义提出了富有参考性的意见,对于外加剂的有效使用以及混凝土质量控制都具有较高的参考价值。 以蒙脱土和高岭土作为粘土矿物的代表,选择净浆流动度和粘度两个指标,表征泥的矿物性质变化对掺PC水泥浆体流变性质的影响,并比较得出单粘土矿物的最大限制掺量。结果表明,泥中粘土矿物和有机质在PC分散水泥颗粒的过程中起不利作用,且随着含量的增加,水泥浆体的屈服应力和相对粘度均呈增大趋势。试验所用聚醚类PC与聚酯类PC的分散能力,受蒙脱土影响的敏感性均大于萘系减水剂,受高岭土影响的敏感性与萘系减水剂相当。PC对于掺有4.5%蒙脱土的水泥浆体已几乎无分散作用,试验条件下需要至少再增加10倍掺量的PC才可以抵消蒙脱土的负面影响。并建议性的从泥的矿物性质角度而非简单的从公称粒径角度定义含泥量并控制其限值。 采用沉降法和动电电位法选择较大的液固比模拟研究泥对水泥浆体的分散性质和电性质的影响,并利用FT-IR、UV手段分析确定了泥的滤液对PC分子结构的影响及碱性环境中PC在泥颗粒表面的吸附规律。试验得出,泥的滤液没有改变PC的分子结构,对PC的分散能力无不利影响;水泥水化的碱性环境,在一定程度上抑制了泥颗粒的分散,增强了泥颗粒发生团聚的能力,同时,泥颗粒与水泥颗粒之间存在竞争吸附,泥对PC的吸附量为水泥的4倍左右。泥吸附并包裹一定量的PC,使有效PC发挥空间位阻作用和静电斥力的作用能力大大削弱,这说明泥的存在从泥溶于水后的分散性质和电性质以及颗粒的竞争吸附角度来讲,确实降低了PC对水泥的分散能力。 对不同种类和含量的泥在掺PC的水泥净浆、砂浆和混凝土中的影响进行了系统试验,并重点对比研究不同体系中的含泥量限值。试验结果显示,泥在三种体系中均不利于PC分散能力的发挥,不同地区的泥,由于其矿物组成和有机质的含量不同,导致其影响同种PC分散性程度由大到小依次为:泥A>泥B>泥C。随着含泥量的增大,掺PC的单方混凝土需水量增大,混凝土坍落度经时损失加大,抗压强度随着泥的增大逐步降低。当含泥量达到1.5%时,强度下降7MPa左右。当含泥量不超过某一限值时,可以通过增大PC掺量一定程度上提高含泥水泥浆体的分散性。