在(zài)混凝土界，原材料砂石中的(de)含泥量對聚羧酸減水劑工作性能的(de)不(bù)利影響已經爲(wéi / wèi)大(dà)家所公認，這(zhè)方面國(guó)内外的(de)專家已進行了(le／liǎo)大(dà)量的(de)研究，并取得了(le／liǎo)較一(yī / yì ／yí)緻的(de)結論：泥土中粘土組分的(de)吸附作用是(shì)導緻聚羧酸減水劑減水效果下降的(de)主要(yào / yāo)原因。

國(guó)外對該問題的(de)研究主要(yào / yāo)是(shì)針對層狀結構的(de)粘土對聚羧酸減水劑的(de)吸附作用及作用機制進行了(le／liǎo)分析。L.Lei和(hé / huò)Adarashi等研究發現，聚醚型聚羧酸減水劑的(de)支鏈結構能進入粘土的(de)層狀結構而(ér)發生吸附作用。Yamada、Ferrari和(hé / huò)Winnefeld等人(rén)也(yě)有類似的(de)研究，均發現高分子(zǐ)量的(de)聚合物能優先吸附在(zài)粘土顆粒上(shàng)。

那泥是(shì)什麽呢？泥是(shì)由多種粘土礦物及有機質等以(yǐ)不(bù)同比例混合而(ér)成的(de)混合物。最常見的(de)粘土礦物主要(yào / yāo)有：蒙脫石、伊利石、高嶺石（著名的(de)觀音土），其它還有蛭石、地(dì / de)開石、珍珠陶土、海泡石、綠泥石、凹凸棒石等粘土礦物。

蒙脫石是(shì)一(yī / yì ／yí)種2:1型的(de)層狀矽酸鹽，屬于(yú)單斜晶系。蒙脫石的(de)單元晶層之(zhī)間靠氧原子(zǐ)聯接，聯接力較弱，因此其層間距較大(dà)，一(yī / yì ／yí)般大(dà)多維持在(zài)0.9~2.1nm之(zhī)間。同時(shí)，蒙脫石的(de)晶層間還具有很強的(de)吸水特性，吸水之(zhī)後體積發生膨脹。

伊利石和(hé / huò)蒙脫石的(de)結構基本相似，同屬于(yú)2:1型的(de)鋁矽酸鹽礦物，是(shì)單斜晶系礦物。伊利石的(de)晶層之(zhī)間靠氧的(de)分子(zǐ)力和(hé / huò)鉀離子(zǐ)聯接，由于(yú)層間鉀離子(zǐ)半徑的(de)大(dà)小與晶層面上(shàng)氧原子(zǐ)形成的(de)六邊網格半徑相當，因而(ér)伊利石的(de)晶層間結合牢固，不(bù)易發生吸水膨脹。

高嶺石是(shì)1:1的(de)層狀矽酸鹽類，屬于(yú)三斜晶系。高嶺石的(de)單元晶層一(yī / yì ／yí)面是(shì)矽氧四面體的(de)O群，另一(yī / yì ／yí)面是(shì)鋁氧八面體的(de)OH群，晶層通過O和(hé / huò)OH形成的(de)氫鍵以(yǐ)及範德華力緊密連接，作用力較強，所以(yǐ)通常情況下高嶺石的(de)層間距較小，一(yī / yì ／yí)般小于(yú)0.3nm，同時(shí)也(yě)由于(yú)氫鍵的(de)聯接力較強，所以(yǐ)高嶺石的(de)層間完全沒有吸水特性，遇水不(bù)會發生吸水膨脹。

從蒙脫石、伊利石、高嶺石三種常見粘土礦物的(de)晶體構造特點可以(yǐ)看出(chū)，不(bù)同的(de)粘土礦物其晶體構造并不(bù)一(yī / yì ／yí)緻。與高嶺石相比，層狀結構的(de)蒙脫石、伊利石更容易對聚羧酸減水劑産生吸附。那這(zhè)種吸附是(shì)如何發生的(de)呢？

“所謂不(bù)是(shì)冤家不(bù)聚頭”，泥對聚羧酸減水劑“過敏”，二者“相克”，正是(shì)緣于(yú)“相吸”。原來(lái)，當聚羧酸減水劑加入到(dào)混凝土體系中後，水泥顆粒表面的(de)Zeta電位幾乎無變化，水泥顆粒之(zhī)間的(de)靜電斥力作用很弱，聚羧酸減水劑對于(yú)水泥顆粒的(de)分散作用完全依賴于(yú)聚羧酸分子(zǐ)結構中較長的(de)聚醚側鏈。當聚羧酸減水劑吸附于(yú)水泥顆粒上(shàng)時(shí)，其聚醚（PEO）長側鏈側鏈能形成立體交叉，阻礙水泥顆粒的(de)相互接近，形成空間阻隔，從而(ér)達到(dào)減水、分散的(de)功能。當混凝土體系中含有大(dà)量層狀結構的(de)泥時(shí)，因泥的(de)晶體間距較大(dà)，使具有梳狀支化結構的(de)聚羧酸分子(zǐ)插層進入泥的(de)層間結構中，導緻聚羧酸無法形成空間阻隔，無法阻止水泥顆粒相互接近，表現出(chū)來(lái)的(de)表觀現象就(jiù)是(shì)水泥分散效果急劇下降，需要(yào / yāo)較大(dà)幅度地(dì / de)提高聚羧酸減水劑摻量才能獲得相同的(de)流動度。

萘系減水劑相對于(yú)聚羧酸而(ér)言，對泥不(bù)會那麽敏感。這(zhè)是(shì)因爲(wéi / wèi)萘系減水劑與聚羧酸減水劑的(de)減水機理不(bù)同。聚羧酸減水劑減水機理主要(yào / yāo)爲(wéi / wèi)空間位阻效應，而(ér)萘系減水劑減水機理主要(yào / yāo)爲(wéi / wèi)靜電斥力效應。當萘系減水劑加入到(dào)混凝土體系中後，會極大(dà)地(dì / de)增大(dà)水泥顆粒表面的(de)Zeta電位（一(yī / yì ／yí)般在(zài)-30mv左右），使得水泥顆粒間（包括粘土顆粒）呈現相互排斥的(de)趨勢，而(ér)Zeta電位不(bù)會因爲(wéi / wèi)減水劑分子(zǐ)吸附到(dào)黏土顆粒表面或層間而(ér)大(dà)幅度降低。

蒙脫石顆粒因具有層間結構，會優先于(yú)水泥顆粒吸附減水劑分子(zǐ)。

針對以(yǐ)上(shàng)機理，近年來(lái)國(guó)内外專家對如何解決粘土吸附聚羧酸問題進行了(le／liǎo)廣泛、深入的(de)探索，科之(zhī)傑集團近年來(lái)也(yě)開展了(le／liǎo)許多富有成效的(de)研究。

解決泥粘土吸附聚羧酸的(de)問題，通常采取的(de)技術途徑主要(yào / yāo)有：外摻抗泥劑或使用抗泥型聚羧酸。

其中，抗泥劑通過與聚羧酸共同複配進行使用，其分子(zǐ)結構中含有吸附功能基團，并引入離子(zǐ)絡合劑、吸附劑等表面活性劑功能組分，使各組分性能疊加，目的(de)是(shì)使粘土選擇性地(dì / de)優先吸附抗泥劑，從而(ér)減少對聚羧酸減水劑的(de)吸附，屬于(yú)“犧牲劑”的(de)設計思路，具有成本低廉、操作簡單、比例可調等優點，可針對不(bù)同的(de)粘土類型；而(ér)抗泥型聚羧酸，可在(zài)聚羧酸分子(zǐ)結構上(shàng)引入含磷或含氮基團，通過調整支化程度結構、分子(zǐ)量等，可減少粘土吸附，屬于(yú)“隔離”抗吸附的(de)設計思路，目前這(zhè)類産品合成反應條件複雜，成本高昂，并且對各種類型的(de)粘土适應性有限，阻礙了(le／liǎo)其工業化推廣，但這(zhè)種兼具減水、分散、對粘土“低敏感”等特點的(de)抗泥型聚羧酸，是(shì)未來(lái)重要(yào / yāo)的(de)技術發展方向。

盡管國(guó)内外研究機構開展了(le／liǎo)大(dà)量的(de)針對泥對聚羧酸吸附問題的(de)研究，各種抗泥劑的(de)應用使聚羧酸混凝土的(de)和(hé / huò)易性、施工性能方面有所改善，但泥對混凝土的(de)長期性能、強度的(de)危害卻是(shì)無法避免的(de)。因此，在(zài)《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法标準》JGJ52-2006标準表3.1.3和(hé / huò)表3.1.5分别對天然砂、人(rén)工砂的(de)含泥量、石粉含量進行了(le／liǎo)嚴格規定；在(zài)該标準表3.2.3對卵石、碎石的(de)含泥量也(yě)有明确規定，這(zhè)些規定主要(yào / yāo)是(shì)基于(yú)大(dà)量的(de)混凝土試驗結果确定的(de)。

因上(shàng)述兩類産品尚未完全成熟和(hé / huò)大(dà)面積工業化，在(zài)應用時(shí)會增加較多的(de)混凝土成本，要(yào / yāo)控制混凝土成本又要(yào / yāo)能改善泥對聚羧酸減水劑的(de)吸附問題，比較實際的(de)措施主要(yào / yāo)有：

1、對砂石原材料進行嚴格檢驗，控制砂石含泥量，确保砂石含泥量在(zài)标準要(yào / yāo)求的(de)範圍内。

2、調整混凝土配合比。砂中過0.315mm篩的(de)細顆粒偏少，或人(rén)工砂的(de)石粉含量偏低，混凝土出(chū)現泌水、離析、抓底現象時(shí)，需提高砂率，增加膠凝材料用量；砂石含泥量、石粉含量過高時(shí)，需降低砂率和(hé / huò)人(rén)工砂的(de)比例，提高外加劑摻量和(hé / huò)用水量。

來(lái)源：科之(zhī)傑，作者：鄒辰陽，如涉及作品内容、版權和(hé / huò)其它問題，請及時(shí)聯系，我們将盡快處理。