淺析水處理絮凝劑對混凝土性能的影響

姚雪濤，姜山

（1. 河北建設(shè)集團(tuán)股份有限公司混凝土分公司，河北 保定 071000；2. 河北天博建設(shè)科技有限公司，河北 保定 071000）

0 引言

水處理絮凝劑目前廣泛應(yīng)用于水處理行業(yè)，其作用機(jī)理是“聚并”理論，即利用絮凝劑的帶正（負(fù)）電性的基團(tuán)吸引水中難以分解的帶負(fù)（正）電性的粒子或顆粒，使其聚合集中，再通過物理或化學(xué)方法將其分離出來，從而實現(xiàn)凈化水質(zhì)的目的。混凝土生產(chǎn)用水一般為飲用水，而飲用水的生產(chǎn)控制極為嚴(yán)格，不會出現(xiàn)絮凝劑殘留等問題。本文所提到的絮凝劑來源于水洗砂。

1 試驗

1.1 絮凝劑的化學(xué)定性分析

日前，公司在混凝土生產(chǎn)過程中，突然出現(xiàn)坍落度損失加快的現(xiàn)象，新拌混凝土在 10 分鐘之內(nèi)失去流動性，致使數(shù)十方混凝土無法施工，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。事故發(fā)生后，公司的技術(shù)人員采用排除法，逐一替換混凝土原材料，進(jìn)行試拌并觀察混凝土的工作性，最終將原因鎖定在水洗砂上。

對于水洗砂，最直接影響混凝土工作性能的指標(biāo)就是含泥量，但該批次水洗砂在使用前已經(jīng)過常規(guī)項目檢測，含泥量 1.5%、泥塊含量 0.6%，完全符合相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對于混凝土用砂的要求，屬于相當(dāng)優(yōu)質(zhì)的原材料。

含泥量的因素被排除后，技術(shù)人員懷疑水洗砂中含有絮凝劑，于是設(shè)計了簡易的定性測試試驗，來判定水洗砂中是否含有其他不良雜質(zhì)。

（1）將水洗砂浸泡于蒸餾水中 24h 后，向懸濁液中加入濃硝酸，使其 pH 值低于 4，確保絮凝劑中的陽離子能穩(wěn)定的存在于溶液中。

（2）將懸濁液過濾后，分為三份。

（3）分別用 NaOH、AgNO3、BaCl2對三份溶液進(jìn)行滴定，觀察溶液變化。

滴加 NaOH 的溶液，出現(xiàn)絮狀沉淀，隨著 NaOH的滴入，絮狀沉淀又逐漸消失，這說明溶液中含有兩性金屬離子。常見的兩性金屬離子只有 Al3+和 Zn2+，其中，Al3+是速凝劑的常用組份，而 Zn2+是緩凝劑的常用組份，并且該批混凝土沒有凝結(jié)時間異常的情況，因此可基本排除 Zn2+的存在。

滴加 AgNO3的溶液，出現(xiàn)乳白色沉淀，說明溶液中含有 Cl-。

滴加 BaCl2的溶液，沒有沉淀現(xiàn)象發(fā)生，說明溶液中沒有

綜上可判斷，溶液中含有 AlCl3成分，經(jīng)查閱相關(guān)資料，PAC（聚合 AlCl3）是一種優(yōu)質(zhì)廉價的水處理絮凝劑，具有吸附能力強(qiáng)、水解速度快的特點。

對于砂石料供應(yīng)商而言，含泥量不同的砂對應(yīng)不同的收購價格，若能有低價高效的方法，可以使洗砂用水循環(huán)使用，必將大幅降低洗砂成本，這就是其使用水處理絮凝劑的客觀誘因。

1.2 絮凝劑對混凝土性能的影響分析

為驗證絮凝劑對混凝土性能的影響，技術(shù)人員進(jìn)行了 PAC 不同摻量的比對試驗。原材料如下：

（1）水泥：京蘭水泥，P·O42.5，抗壓強(qiáng)度 3d 為29.8MPa，28d 為 50.2MPa。

（2）粉煤灰：大唐電廠，Ⅱ 級灰，細(xì)度 16%，需水量比 99%。

（3）礦渣粉：乾華 S95 級 礦粉，28d 活性 101%。（4）外加劑：保定慕湖，減水率 27.4%。

（5）砂：Ⅱ 區(qū)中砂，細(xì)度模數(shù) 2.7，含泥量1.9%，泥塊含量 0.6%。

（6）石：5～25mm 連續(xù)級配碎石，含泥量 0.7%。

（7）水：飲用水。

（8）PAC：河南澤晟，一等品。

試驗采用生產(chǎn)中最常用的 C30 配合比，詳見表 1。

表1 C30 混凝土配合比 kg/m3

PAC 的單方摻量從砂質(zhì)量的千萬分之一到百萬分之一，即每方混凝土摻入 80～800mg，試驗結(jié)果見表 2。

表2 PAC 不同摻量對混凝土性能的影響

從試驗數(shù)據(jù)可以看出，PAC 對混凝土拌合物的工作性影響極大，微量的摻入，就會造成混凝土出機(jī)坍落度的明顯下降，隨著 PAC 摻量的增加，混凝土出機(jī)坍落度急劇下降，1h 后的坍落度損失更為嚴(yán)重；在混凝土的抗壓強(qiáng)度方面，PAC 的影響并不明顯，反而因為初始坍落度的降低，混凝土的抗壓強(qiáng)度稍有增長。

2 預(yù)防措施

近年來，隨著環(huán)保形勢的日益嚴(yán)峻和天然資源的急劇減少，原材料質(zhì)量在逐步下滑的同時日趨復(fù)雜。為避免因原材料質(zhì)量的突然變化引起質(zhì)量事故，企業(yè)可采取以下預(yù)防措施：

（1）加強(qiáng)原材料入場檢測，不合格原材料堅決退貨。

（2）嚴(yán)格執(zhí)行先檢后用原則，未經(jīng)檢測的原材料嚴(yán)禁用于生產(chǎn)。

（3）加大檢測力度，增加檢測項目、檢測方法和抽檢頻次。

（4）組織技術(shù)人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，增強(qiáng)質(zhì)量意識和提高技術(shù)水平。

3 結(jié)論

（1）企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)原材料入場檢測，避免質(zhì)量事故的發(fā)生，并可通過簡易的化學(xué)定性檢測來推斷有害雜質(zhì)的成份。

（2）PAC 的摻入會對混凝土拌合物的工作性造成極大影響，但對于混凝土的抗壓強(qiáng)度沒有明顯影響。