浅析水处理絮凝剂对混凝土性能的影响

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0引言

水处理絮凝剂目前广泛应用于水处理行业,其作用机理是“聚并”理论,即利用絮凝剂的带正(负)电性的基团吸引水中难以分解的带负(正)电性的粒子或颗粒,使其聚合集中,再通过物理或化学方法将其分离出来,从而实现净化水质的目的。混凝土生产用水一般为饮用水,而饮用水的生产控制极为严格,不会出现絮凝剂残留等问题。本文所提到的絮凝剂来源于水洗砂。

1试验

1.1絮凝剂的化学定性分析

日前,公司在混凝土生产过程中,突然出现坍落度损失加快的现象,新拌混凝土在10分钟之内失去流动性,致使数十方混凝土无法施工,造成一定的经济损失。事故发生后,公司的技术人员采用排除法,逐一替换混凝土原材料,进行试拌并观察混凝土的工作性,最终将原因锁定在水洗砂上。

对于水洗砂,最直接影响混凝土工作性能的指标就是含泥量,但该批次水洗砂在使用前已经过常规项目检测,含泥量1.5%、泥块含量0.6%,完全符合相关国家标准和行业标准对于混凝土用砂的要求,属于相当优质的原材料。

含泥量的因素被排除后,技术人员怀疑水洗砂中含有絮凝剂,于是设计了简易的定性测试试验,来判定水洗砂中是否含有其他不良杂质。

(1)将水洗砂浸泡于蒸馏水中24h后,向悬浊液中加入浓硝酸,使其pH值低于4,确保絮凝剂中的阳离子能稳定的存在于溶液中。

(2)将悬浊液过滤后,分为三份。

(3)分别用NaOH、AgNO3、BaCl2对三份溶液进行滴定,观察溶液变化。

滴加NaOH的溶液,出现絮状沉淀,随着NaOH的滴入,絮状沉淀又逐渐消失,这说明溶液中含有两性金属离子。常见的两性金属离子只有Al3+和Zn2+,其中,Al3+是速凝剂的常用组份,而Zn2+是缓凝剂的常用组份,并且该批混凝土没有凝结时间异常的情况,因此可基本排除Zn2+的存在。

滴加AgNO3的溶液,出现乳白色沉淀,说明溶液中含有Cl-。

滴加BaCl2的溶液,没有沉淀现象发生,说明溶液中没有SO42-。

综上可判断,溶液中含有AlCl3成分,经查阅相关资料,PAC(聚合AlCl3)是一种优质廉价的水处理絮凝剂,具有吸附能力强、水解速度快的特点。

对于砂石料供应商而言,含泥量不同的砂对应不同的收购价格,若能有低价高效的方法,可以使洗砂用水循环使用,必将大幅降低洗砂成本,这就是其使用水处理絮凝剂的客观诱因。

1.2絮凝剂对混凝土性能的影响分析

为验证絮凝剂对混凝土性能的影响,技术人员进行了PAC不同掺量的比对试验。原材料如下:

(1)水泥:京兰水泥,P·O42.5,抗压强度3d为29.8MPa,28d为50.2MPa。

(2)粉煤灰:大唐电厂,Ⅱ级灰,细度16%,需水量比99%。

(3)矿渣粉:乾华S95级矿粉,28d活性%。

(4)外加剂:保定慕湖,减水率27.4%。

(5)砂:Ⅱ区中砂,细度模数2.7,含泥量1.9%,泥块含量0.6%。

(6)石:5~25mm连续级配碎石,含泥量0.7%。

(7)水:饮用水。

(8)PAC:河南泽晟,一等品。

试验采用生产中最常用的C30配合比,详见表1。

PAC的单方掺量从砂质量的千万分之一到百万分之一,即每方混凝土掺入80~mg,试验结果见表2。

从试验数据可以看出,PAC对混凝土拌合物的工作性影响极大,微量的掺入,就会造成混凝土出机坍落度的明显下降,随着PAC掺量的增加,混凝土出机坍落度急剧下降,1h后的坍落度损失更为严重;在混凝土的抗压强度方面,PAC的影响并不明显,反而因为初始坍落度的降低,混凝土的抗压强度稍有增长。

2预防措施

近年来,随着环保形势的日益严峻和天然资源的急剧减少,原材料质量在逐步下滑的同时日趋复杂。为避免因原材料质量的突然变化引起质量事故,企业可采取以下预防措施:

(1)加强原材料入场检测,不合格原材料坚决退货。

(2)严格执行先检后用原则,未经检测的原材料严禁用于生产。

(3)加大检测力度,增加检测项目、检测方法和抽检频次。

(4)组织技术人员进行专业培训,增强质量意识和提高技术水平。

3结论

(1)企业应加强原材料入场检测,避免质量事故的发生,并可通过简易的化学定性检测来推断有害杂质的成份。

(2)PAC的掺入会对混凝土拌合物的工作性造成极大影响,但对于混凝土的抗压强度没有明显影响。(来源:《商品混凝土》.08)




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