絮凝剂在机制砂中的应用及其对减水剂分散性的影响

　　随着我们国家的经济的加快速度进行发展，建筑工程持续不断的增加，混凝土作为建筑行业中最主要的工程材料之一得到普遍应用。但天然砂石材料需求的增加，导致一些含泥、含粉量较高的机制砂也被使用，水洗是机制砂石除泥、控制石粉含量的有效方式之一，然而该工艺会产生大量含黏土、石粉的工业污水，须经沉淀处理后才能循环利用或向环境排放。

　　絮凝剂是一种线状高分子聚合物，相对分子质量在600伊104～2500伊104之间，常规为固体粉末产品，溶于水（需要缓慢溶解）。因为絮凝剂能够显著加速水溶液中的溶质、胶体或悬浮液颗粒聚集沉降，从而净化水质，因此已被机制砂石企业大量使用。但是，由于行业对絮凝剂产品和絮凝沉淀有关技术了解较少，使用的过程中只是简单调节用量，投放量控制也较粗放，因此会使过量的絮凝剂残留在机制砂石中，造成混凝土流动性差、流动性损失大等应用问题。

　　本文对不同絮凝剂的使用情况做研究，分别对污泥的絮凝效果和对减水剂的影响进行了相关试验研究，以期开发对新拌混凝土施工性能无影响或影响较小的絮凝剂新产品，对机制砂石行业使用新工艺有一定的借鉴意义，并为规范絮凝剂在机制砂石行业科学、高效使用提供一定的技术支持。

　　水泥：P·O52.5，南京江南小野田水泥有限公司；聚羧酸高性能减水剂：PCA，减水率大于30%，固含量50%，江苏苏博特新材料股份有限公司；聚丙烯酰胺絮凝剂：其中阳离子型的相对分子质量为800伊104～1000伊104，离子度含量分别为5%、20%、35%、55%，阴离子型的相对分子质量分别为800伊104、1000伊104、1200伊104、1800伊104，非离子型的相对分子质量为1000伊104，爱森（中国）絮凝剂有限公司。污水：由50g烘干泥土加入到1000mL水中配成的5%悬浊液，自制。

　　将不同的絮凝剂分别配制成0.1%的浓度，然后取100mL污水放置于具塞量筒中，加入配制好的絮凝剂溶液（絮凝剂掺量按占污泥质量百分比计），然后上下颠倒3次后放置于平面上静置，观察污泥变化，根据上层清液透明度来判断絮凝效果。根据上层清液透明度的大小，将絮凝等级规划区分为1～10级，级别越高，则絮凝能力越强。

　　水泥净浆流动度参照GB/T8077—2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》进行，PCA掺量（折固）为0.15%。

　　由图1能够准确的看出，随着絮凝剂掺量的增加，对污泥的絮凝等级先较快提高，达到最佳絮凝效果后又逐渐降低，并且随着阳离子度的增大，絮凝效果逐渐增大。这是因为在相似分子质量下，离子度的增大会增加产品的电荷，提高絮凝能力。

　　由图2可见，随着絮凝剂分子质量的增大，絮凝效果慢慢的变好，即絮凝能力提高。但对于同一个产品而言，絮凝效果随着絮凝剂掺量的增加呈先增大，当达到最佳絮凝效果后再逐渐降低。这是因为随着絮凝剂分子质量的增大，絮凝剂更易和溶液中的物质进行絮凝，而且絮凝后能更快地沉淀。

　　试验所用不同离子基团絮凝剂的相对分子质量均为1000伊104，不同离子基团絮凝剂对污泥絮凝效果的影响如图3所示。

　　由图3可见：絮凝效果随着絮凝剂掺量的增加先增大，达到最佳絮凝效果后再逐渐降低；而且以阳离子型絮凝剂的絮凝效果最优，在低掺量下就可以获得良好的絮凝效果，阴离子型次之，非离子型最差。这是因为非离子絮凝剂的分子链含有极性基团，它能吸附水中悬浮的颗粒，使颗粒之间架桥，从而形成较大的絮团，而离子型絮凝剂具有多个电荷，是通过电荷之间的吸附作用使溶液中的物质快速的聚集在一起形成大颗粒而沉降。

　　由图4能够准确的看出：随着絮凝剂掺量的增加，水泥净浆流动度逐渐减小；在低掺量下，不同离子度的阳离子型絮凝剂对减水剂的影响差不多，而在高掺量下，离子度高的影响较大。这是因为絮凝剂的增稠效果影响了减水剂对水泥的分散作用，减小了水泥净浆流动度，且离子度越高，流动度减幅越大。

　　5不同分子质量阴离子型絮凝剂对减水剂分散性的影响由图5能够准确的看出，随着阴离子型絮凝剂掺量的增加，水泥净浆流动度逐渐减小，且阴离子絮凝剂的分子质量越高，对减水剂的分散性影响越大。这是因为絮凝剂通过分子链的缠绕来实现黏度的增大，分子质量越高，黏度越大，增稠效果越明显，因此导致水泥净浆流动度越小。

　　试验所用不同离子基团絮凝剂的相对分子质量均为1000伊104，不同离子基团絮凝剂掺量对减水剂分散性的影响如图6所示。

　　由图6能够准确的看出，水泥净浆流动度随着絮凝剂掺量的增加而逐渐减小，并且相同掺量下阳离子型絮凝剂对减水剂分散性的影响较大，阴离子型的次之，非离子型的对减水剂影响最小，是因为阴离子型和阳离子型絮凝剂主要是通过亲水基团作用，而非离子型通过氢键作用，都会使溶液中的自由水含量降低，进而达到增稠的目的，进而影响水泥净浆的流动度。

　　（1）不同絮凝剂对污泥的絮凝效果对比试验根据结果得出：阴离子型絮凝剂的分子质量越大，絮凝效果越好；阳离子型絮凝剂的离子度越高，絮凝效果越好；相似分子质量条件下，以阳离子型絮凝剂的絮凝效果最好，在低掺量下就可以获得良好的絮凝效果，阴离子型絮凝剂的效果次之，非离子型絮凝剂的效果最差。

　　（2）絮凝剂对减水剂分散性的影响试验根据结果得出，不同离子基团的絮凝剂都会对减水剂的分散性产生一定的影响。相同掺量下，阳离子型絮凝剂对于减水剂的分散性影响最大，阴离子型絮凝剂的影响次之，非离子型絮凝剂对于减水剂的分散性影响最小。（来源：《新型建筑材料》2021.11）返回搜狐，查看更加多