缓凝剂在管桩余浆制砖中的应用研究

缓凝剂在管桩余浆制砖中的应用研究祝健，冯蕾，朱菲菲摘要:本文针对管桩余浆二次利用中存在的水化时间短、利用率低等问题，通过对余浆的流动度试验，研究了两种工厂常用缓凝剂对管桩余浆应用的影响。结果表明：在温度和掺量的影响下，木镁的缓凝对余浆的缓凝效果较白糖稳定。结合企业实际情况，得出了余浆应用中缓凝剂的合理掺量，为其制砖的实际应用提供参考的依据。Abstract:Thereareseveralproblemsinrecyclingofwasteslurryofpressedconcretepipepile,suchasshorthydrationtimeandlowutilizationrate.Inthispaper,thefluidityofwasteslurryindifferentconditionswastestedandtheusageofretarderwasresearched.Theresultsshowedthattheretardingeffectofmagnesiumlignosulfonatewasmorestablethanthatofwhitesugarwheninfluencedbytemperatureandcontent.Thesuitableaddingvolumeofretarderwasalsoadvisedbasedonfieldproductionoftheplant.关键词：管桩余浆；二次利用；流动度；缓凝剂Keywords:wasteslurryofpipepile;recycling;fluidity;retarder1引言随着我国经济的发展，人们对建筑物的要求也越来越高，多高层到处林立，这些建筑的基础广泛采用了离心成型的预应力混凝土管桩。但在管桩生产过程中会排出大量的废弃余浆，对环境会造成严重污染，同时也在一定程度上浪费了资源。利用管桩余浆制备混凝土砖是解决废弃余浆问题的有效途径之一，这样既节约成本又减少环境污染。但余浆在运输和制砖过程中会随时间的延续会变稠直至凝结，目前关于余浆缓凝剂品种选择及不同温度下缓凝剂作用的研究均不够全面[1~4]。本文采用企业常用的白糖和木镁分别在冬季和夏季进行了不同温度下的余浆缓凝效果试验。2试验2.1材料余浆：取自广天构件PHC管桩废浆；木镁及白糖：取自海曙新型建筑材料厂；混凝土砖：取自自海曙新型建筑材料厂。2.2方法余浆物理性能：密度采用比重瓶法测量；固含量采用烘干法；流动性：参照《GB8077-2000混凝土外加剂匀质性测试方法》。经试验同时根据工厂实际情况，规定流动度大于150mm还可以二次利用；若流动度小于150mm，则认为余浆已经失效。余浆处理：木镁、白糖掺量按占余浆固含量的质量百分比计算。混凝土砖强度：按JC943-2004《混凝土多孔砖》进行试验。3试验分析3.1缓凝剂不同掺量余浆缓凝效果050100150200250300350400450500550600120140160180200220240260280300320流动度/mm时间/min空白掺量0.05%掺量0.10%掺量0.15%-50050100150200250300350400450500550120140160180200220240260280300320流动度/mm时间/min空白掺量0.005%掺量0.010%掺量0.020%掺量0.030%掺量0.040%图1木镁对余浆流动性的影响图2白糖对余浆流动性的影响图1为空白余浆和掺量分别为0.05%、0.1%和0.15%木镁的试样流动度变化。观察空白试样，经过2小时后余浆流动度下降速率明显增快，很快达到使用下限150mm；掺入0.05%木镁后，试样的拐点出现时间延缓了近120min，效果明显。当掺量达到0.10%时，余浆从取样到流动度下降为150mm的时间延长了240min。总体来看，随着时间的增长流动度变化速率加快，随着掺量的增大，流动度值变化速率变得缓慢。从试验效果来看，木镁掺量在0.05%和0.1%之间是比较适宜的。图2为空白余浆和掺量分别为0.005%、0.010%、0.020%、0.030%、0.040%白糖的试样流动度变化。掺入0.005%白糖的试样流动度低于空白试样的流动度，当掺量达到0.010%和0.020%时余浆前期的流动性低于空白试样，但后期的流动性比空白试样大，总体看来当掺量在0.010%时，白糖的缓凝作用明显提高，掺量达到0.020%和0.030%时，其缓凝作用反而弱于掺量为0.010%的余浆。总体上，白糖的掺量在0.010%～0.040%之间，白糖作为缓凝剂可以起到缓凝作用，但同时具有不稳定性。3.2不同温度下缓凝剂的缓凝作用（1）掺木镁的余浆在冬季和夏季的流动度变化分析050100150200250300350400450500550600140160180200220240260280300320340流动度/mm时间/min空白掺量0.10%掺量0.15%05010015020025030035040045050055080100120140160180200220240260280300320340流动度/mm时间/min空白掺量0.10%掺量0.15%图3冬季木镁对余浆流动性的影响图4夏季木镁对余浆流动性的影响图3和图4分别为空白试样和木镁掺量为0.10%、0.15%的余浆在冬季和夏季的流动度随时间的变化。冬季木镁掺量为0.10%时，4小时之内流动度变化速率增快的拐点并没有出现，余浆还可以二次利用，在夏季大约210分钟左右出现了明显的拐点且余浆流动度下降到150mm的时间较冬季短。掺量为0.10%的试样在冬季缓凝时间达4小时，夏季缓凝时间达4.5小时，说明温度对木镁的缓凝效果的影响不大，总体看来，冬季的木镁掺量应控制在0.05%～0.075%之间，夏季则应控制在0.075%～0.10%之间。（2）掺白糖的余浆在冬季和夏季的流动度变化050100150200250300350400450500550120140160180200220240260280300320流动度/mm时间/min空白掺量0.010%掺量0.020%020406080100120140160180200220100120140160180200220240260280300320流动度/mm时间/min空白掺量0.010%掺量0.020%图5冬季白糖对余浆流动性的影响图6夏季白糖对余浆流动性的影响图5和图6分别为空白试样和白糖掺量为0.010%、0.020%的余浆在冬季和夏季的流动度随时间的变化。夏季空白余浆的水化作用比冬季强，流动度减小的速率明显增快。白糖在夏季对余浆的缓凝作用较冬季更为明显，掺量为0.010%时延缓了余浆失效时间近1小时，当掺量达到0.020%时延缓了2小时，说明白糖起到了很好的缓凝效果，但流动度下降变快的拐点出现较冬季早且从取回余浆到其硬化失效的时间普遍缩短。总体上，夏季每份试样的流动度下降到150mm的时间均接近冬季同等掺量试样的1/2。余浆过快硬化主要由于夏季温度过高和水分蒸发快，因此为了防止这一现象，宜掺入白糖的量比冬季稍多。根据实际情况，综合考虑运输、存放、成本等多方面因素，白糖掺量应控制在0.015%～0.020%之间为宜。3.3缓凝剂对混凝土砖的影响分析表1为含不同掺量的缓凝剂和空白的余浆生产混凝土砖的伸缩率强度值。表1掺缓凝剂的砖块干燥收缩率及其抗压强度外加剂种类及掺量干燥收缩率%14d抗压强度/MPa28d抗压强度/MPa平均值最小值平均值最小值无0.4813.712.413.911.2白糖0.005%0.5113.612.913.412.5白糖0.010%0.5414.910.916.512.7白糖0.020%0.5512.49.314.012.0白糖0.030%0.6514.711.217.912.3白糖0.040%0.5513.410.716.011.9木镁0.05%0.3915.411.816.213.6木镁0.10%0.4714.212.915.29.8木镁0.20%0.3612.911.513.310.9观察上表，通过对比，发现混凝土砖在14天的强度已基本达到要求，后期强度增加不大，砖的干燥收缩率相差不大。掺加了缓凝剂的余浆生产的砖的强度与空白试样的强度相差不大，总体上，用缓凝剂延长余浆水化时间对砖的强度基本上没有影响，因而在余浆中掺加缓凝剂是可行的。4结论（1）通过本文研究得出，木镁的缓凝效果较白糖的好；温度对白糖缓凝作用的影响比木镁大。根据研究企业的实际情况及白糖作为缓凝剂存在的不稳定性，建议余浆缓凝剂选用木镁为宜。（2）根据相关的合作企业的实际情况，白糖掺量应控制在0.010%～0.015%为宜，在夏季考虑到温度和水分蒸发对胶凝材料水化的影响，掺量可适当提高，应在0.015%～0.020%为宜。（3）冬季的木镁掺量应控制在0.05%～0.075%之间，夏季则应控制在0.075%～0.10%之间。（4）掺加缓凝剂在余浆中对缓凝土砖块强度和干燥收缩的影响不大。参考文献：[1]车广杰.混凝土缓凝剂的分类及其作用机理[J].黑龙江科技信息,2009,(10)：236[2]余健文,李法尧.管桩废浆利用的试验研究[J].广东建材,2006,(03)：10～12[3]杜毅.缓凝剂在大体积混凝土夏季施工问题[J].施工技术,2008,(S1)：32～33[4]黄书荣,蔡海瑜.温度对混凝土缓凝剂最优掺量的影响[J].施工技术,2001,(05)：34～35[5]魏宜岭.PHC管桩余浆循环利用的方法和实践[J].广东建材,2006,(03)：12～13