引言
近年來，隨著建築市場需求的不斷擴大，砂用量迅速增多，天然砂資源正逐年減少，機制砂的使用得到大規模的推廣。水洗機制砂在生產、破碎的過程中會產生大量的泥與石粉，常採用水洗方式處理。水洗機制砂生產企業為降低生產成本，同時滿足環保要求，採用絮凝劑對洗砂水進行淨化、過濾水質，再次回收利用。
水淨化處理中常用的絮凝劑有聚丙烯酸醯胺（PAM，分子量800~1800萬）和聚氯化鋁（PAC），絮凝劑的機理主要是帶有正（負）電性的基團和水中帶有負（正）電性的難於分離的一些粒子或者顆粒相互靠近，降低其電勢，使其處於不穩定狀態，利用其聚合性質使得這些顆粒集中，並透過物理或者化學方法分離出來。洗砂水迴圈使用會造成機制砂中絮凝劑的殘留累積，嚴重影響混凝土的效能，近些年因此導致混凝土出現質量事故時有發生。
經調研得知，本地因機制砂中絮凝劑殘留導致的混凝土質量問題也較為突出，且機制砂廠大多使用分子量1800萬陰離子型的PAM。本文以行業使用比較普遍的分子量1800萬陰離子型PAM做研究物件，研究絮凝劑對混凝土效能的影響。
1 原材料與試驗方法
1。1 原材料
水泥：大冶尖峰P·O 42。5水泥，水泥相關質量及技術指標見表1；
粉煤灰：武漢華電粉煤灰開發公司，Ⅱ級粉煤灰，其相關質量及技術指標見表2；
礦渣粉：湖北環沙再生資源有限公司，S95級，其相關質量及技術指標見表3；
絮凝劑：市售陰離子型聚丙烯醯胺絮凝劑（PAM），分子量1800萬；
粗骨料：鐵山石場5~25mm連續級配石灰岩碎石，含泥量1。1%；
細骨料：細度模數2。9的機制砂，含泥量2。1%；
減水劑：湖北揚向商貿聚羧酸減水劑，固含量11。5%，減水率26%；
水：自來水。
1。2 試驗方法
水泥（膠材）淨漿流動度試驗：參照GB/ T 8077—2012《混凝土外加劑勻質性試驗方法》中水泥淨漿流動度試驗方法，分別測試不同濃度絮凝劑對水泥、摻合料及減水劑流動度的影響。在研究絮凝劑對水泥及摻合料流動度的影響時，為使現象更直觀，淨漿的水膠比為0。5；研究絮凝劑對減水劑效果的影響時，膠材用量300g，用水量87g，減水劑摻量2。4%。測流動度試模為上口直徑36mm、下口直徑60mm、高60mm的截錐圓模，淨漿試驗配合比見表4。
混凝土工作效能及力學效能試驗：將PAM溶於水配製成不同濃度的溶液用於配製C30強度等級混凝土，試驗用機制砂已經過清水多遍清洗乾淨。混凝土坍落度、擴充套件度、和易性依據 GB/T 50080《普通混凝土拌合物效能試驗方法標準》進行，力學效能依據 GB/T 50081《普通混凝土力學效能試驗方法標準》進行，配合比調整方法參照 JGJ55—2011《普通混凝土配合比設計規程》進行，混凝土配合比見表5。
2 結果與討論
2。1 絮凝劑對膠材淨漿流動度的影響
本部分試驗研究不同濃度PAM溶液對水泥淨漿、摻粉煤灰淨漿、摻礦粉淨漿、摻減水劑淨漿流動度的影響，PAM溶液濃度分別為0、0。03‰、0。05‰、0。1‰、0。2‰、0。4‰、0。6‰、0。8‰、1。0‰，試驗結果如圖1～圖4所示。
由圖1～圖4可知，隨著PAM濃度的增加，四種淨漿的初始流動度T0及1h流動度T1h均逐漸降低。與基準組（PAM摻量為0）相比，當PAM溶液濃度＜0。05‰時，對四種淨漿的T0及T1h影響較小；當PAM溶液濃度為0。05‰時，水泥淨漿、摻礦粉淨漿的T0和T1h與基準組相差較小，摻粉煤灰及減水劑淨漿的流動度T1h大幅度降低，摻粉煤灰淨漿的T1h降低了5。9%，摻減水劑的T1h降低了12。7%，摻減水劑淨漿的流動度影響比其他三組影響更大，說明PAM對減水劑的效能影響較大；當PAM溶液濃度大於0。2‰時，四種淨漿的初始流動度大幅降低，1h後喪失流動性，主要是因為PAM本身具有極強的保水作用，隨PAM濃度增加，會將大量自由水鎖住，導致淨漿中自由水不夠，淨漿流動度迅速下降。
2。2 不同濃度PAM對混凝土效能的影響
本部分試驗研究不同濃度PA M溶液對混凝土坍落度、擴充套件度及強度的影響，PAM溶液濃度分別為0、0。03‰、0。05‰、0。1‰、0。2‰、0。4‰、0。6‰、0。8‰、1。0‰，試驗結果見表6、圖5～圖7。
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由表6及圖5～圖7可知，PAM的加入對混凝土初始坍落度和擴充套件度的影響均較小，隨著PAM溶液濃度的增加，混凝土1h坍落度T1h和擴充套件度K1h逐漸降低。與基準組相比，當PAM溶液濃度≤0。05‰時，混凝土的坍落度及擴充套件度變化較小；當PAM溶液濃度為0。1‰時，T1h為170mm，下降幅度為22。7%，K1h為50 0mm，下降幅度為16。0%；當PAM溶液濃度為0。 2‰時，T1h為145mm，下降幅度為34。1%，K1h為390mm，下降幅度為32。8%，流動效能損失較快；當PAM溶液濃度超過0。2‰時，混凝土1h坍落度和擴充套件度迅速下降，基本失去流動性。同時隨著PAM溶液濃度的增加，混凝土7d強度及28d強度都有一定程度的下降，PAM對7d強度的影響小於28d；當PAM溶液濃度為0。05‰時，28d強度比基準下降5。0%；當PAM溶液濃度超過0。2‰時，混凝土28d強度不達標；當PAM溶液濃度為1‰時，混凝土28d強度為27。9MPa，與基準組相比下降了6。5MPa，降低幅度18。9%，分析原因，一是混凝土攪拌時，絮凝組分會產生引氣作用，導致新拌混凝土含氣量升高，增加的含氣量導致混凝土強度有所下降；二是絮凝劑吸附在水泥顆粒表面，延緩了水泥水化過程，使得混凝土強度下降。
綜合以上分析可以看出，PAM對水泥淨漿、摻粉煤灰淨漿及摻礦粉淨漿的影響規律一致，即隨著PAM濃度的增加，其流動度逐漸減小。當PAM溶液濃度＜0。05‰時，對四種淨漿的T0及T1h影響較小。當PAM溶液濃度為0。05‰時，其對摻減水劑淨漿的流動度影響最大，其次為摻粉煤灰淨漿，對水泥淨漿及摻礦粉淨漿的影響相對較小。同時PAM對混凝土的流動性及強度影響較大，隨著PAM濃度增加，對混凝土初始工作效能和7d強度影響較小，對1h工作效能及28d強度影響較大。PAM溶液濃度≤0。05‰時，混凝土的坍落度及擴充套件度變化較小，且PAM溶液濃度為0。05‰時，混凝土28d強度比基準下降5。0%；PAM濃度在0。1‰～0。2‰之間時，混凝土流動性1h後損失較大，28d強度損失大；PAM濃度超過0。2‰時，混凝土1h後基本失去流動性，28d強度低於30MPa。當PAM濃度為1‰時，28d強度下降了6。5MPa，降低18。9%。結合膠材淨漿及混凝土試驗綜合判斷，PAM濃度在拌合水中超過0。03‰時，對淨漿和混凝土的工作效能和力學效能影響都逐步顯現並增大，所以建議拌合水中PAM濃度在混凝土和淨漿中都不宜超過0。03‰。
結論
（1）PAM對水泥淨漿、膠材（摻30%粉煤灰、摻30%礦粉）淨漿影響規律一致，即隨著PAM濃度的增加，其流動度逐漸減小，對摻外加劑淨漿流動度影響更加明顯。
（2）PAM對膠材淨漿流動度和混凝土效能影響規律一致，即隨著PAM濃度的增加，其膠材流動度逐漸減小，混凝土坍落度、擴充套件度逐漸減小，混凝土強度損失逐漸增大。
（3）當拌合水中PAM濃度超過0。03‰時，膠材淨漿和混凝土的效能影響較大，建議將0。03‰ PAM濃度作為有害分界點指標。
（4）建議膠材（內摻30%粉煤灰）淨漿流動度1h衰減值作為使用絮凝劑（PAM）機制砂廠出場快速檢測方法。採取換算後的機制砂洗砂水進行試驗，1h膠材（內摻30%粉煤灰）淨漿流動度衰減超過6%時，機制砂不應出場。
本文主要針對的是市場主流的1800萬分子量PAM產品進行了研究，筆者經過大量試驗，不同分子量的PAM對淨漿和混凝土效能影響還是有差異，分子量降低，對淨漿和混凝土效能影響會減弱。針對用絮凝劑水洗機制砂的質量問題，機制砂應用單位技術人員應和機制砂生產企業加強溝通，瞭解清楚使用絮凝劑的種類和用量，進行針對性試驗。加強進場檢驗，確保混凝土質量。作為水洗機制砂生產企業應合理利用絮凝劑，掌握不同絮凝劑作用機理及對混凝土質量效能的影響。加強產品出廠檢驗，建立科學快速的檢測方法，保證機制砂的出廠質量。