機制砂是巖石經(jīng)除土開采、機械破碎、篩分而成，石料破碎過程中產(chǎn)生的石屑廢料經(jīng)篩分、除粉處理也可用于生產(chǎn)機制砂。機制砂顆粒表面粗糙、尖銳多棱角，細(xì)度模數(shù)大，級配不良，堆積空隙率高，決定了配制出的混凝土需水量大、強度低、外觀質(zhì)量不好等一系列問題，從而使用機制砂配制的混凝土和易性差，易于離析泌水，成型的構(gòu)造物表觀質(zhì)量不好。關(guān)于機制砂混凝土的配制，目前基本沿襲天然砂混凝土配制方法，而忽視了機制砂與機制砂混凝土的特性，從而使工程技術(shù)人員難以掌握。聚羧酸類減水劑是目前應(yīng)用最廣泛的混凝土添加劑，具有減水率高、摻量低、保坍性能好等優(yōu)點，應(yīng)用技術(shù)較為成熟。但是，由于機制砂本身的特性，導(dǎo)致了混凝土配制過程中出現(xiàn)了和易性差、易泌水離析等問題。因此，本研究通過對聚羧酸減水劑的復(fù)配工藝的優(yōu)化，配置工作性能優(yōu)異的機制砂混凝土，并應(yīng)用于實際工程項目中。

1原材料及試驗方法

1.1原材料

（1）水泥（C）：海螺P·O42.5水泥，主要性能指標(biāo)見表1所示。

（2）粉煤灰（FA）：城隍Ⅱ級粉煤灰，主要性能指標(biāo)見表2所示。

（3）礦粉（SL）：日照S95級礦粉，主要性能指標(biāo)見表3所示。

       （4）河砂（S1）：細(xì)度模數(shù)為2.1，含泥量小于1%的河砂。

（5）機制砂（S2）：細(xì)度模數(shù)2.8。

（6）石（G1）：采用公稱粒徑5～10mm卵石。

（7）石（G2）：采用公稱粒徑10~20mm碎石。

（8）水（W）：自來水，符合《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》JGJ63-2006中規(guī)定的拌合用水要求。

（9）外加劑：MS-1、MS-2、MS-3:聚羧酸減水劑母液（含固量為50%）；BT-1、BT-2、BT-3:保坍劑母液（含固量為40%）；X1為消泡劑；Y1為引氣劑，H1為緩凝劑，均為福建科之杰新材料有限公司生產(chǎn)。

1.2試驗方法

（1）混凝土拌合物性能測定。按照GB/T50080-2016《普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》要求進行混凝土坍落度、擴展度、含氣量和凝結(jié)時間的測定；按照GB/T50081-2019《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》進行混凝土抗壓強度的測定。

（2）混凝土配合比。見表4所示。

2結(jié)果與討論

2.1聚羧酸母液對混凝土工作性能的影響

混凝土配合比見表4所示，減水劑復(fù)配配方見表5所示，對比研究3種聚羧酸減水劑母液MS-1、MS-2、MS-3對機制砂混凝土工作性的影響。減水劑摻量為1.5%～1.8%。試驗結(jié)果見表6所示。

從表6的試驗結(jié)果可以看出，采用樣品1的初始減水率略大，但是保坍性能略差，和易性一般；而樣品2的減水率稍低，需要增加0.05%摻量，含氣量比較大，抗壓強度稍低；樣品3的減水率在3個樣品中均中，保坍性能較好，抗壓強度比較高，和易性好。說明樣品3對機制砂混凝土比較適應(yīng)。因此，可以選擇樣品3（MS-3）作為減水劑母液進行復(fù)配，但是整體上損失還是偏大，可以提高保坍劑摻量或者更換其他保坍劑。

2.2保坍劑對混凝土工作性能的影響

改變保坍劑種類，保持聚羧酸減水劑母液MS-3和其他助劑不變，對比不同種類的保坍劑對混凝土性能的影響。減水劑復(fù)配配方見表7，混凝土配合比見表4所示，試驗結(jié)果見表8。

從表8的試驗結(jié)果可以看出，3個樣品的減水率相當(dāng)，其中樣品6的保坍性能最好，其次是樣品4，樣品5最差；樣品6混凝土抗壓強度稍高，樣品4和樣品5相當(dāng)；和易性3個樣品相當(dāng)，均較好。因此，減水劑母液選擇MS-3，保坍劑選擇BT-3對機制砂混凝土較適應(yīng)，初始和保坍性能較好。

2.3聚羧酸減水劑在機制砂混凝土工程中的應(yīng)用

（1）混凝土主要技術(shù)指標(biāo)要求?？紤]到工程的結(jié)構(gòu)、混凝土溫差以及施工條件，其混凝土的技術(shù)要求主要包括以下幾個方面：①坍落度≥200mm，擴展度≥550mm。②2h擴展度經(jīng)時損失≤30mm。③混凝土流動度好、不泌水、不抓底。④含氣量控制在4.0%以內(nèi)。⑤無緩凝現(xiàn)象，終凝時間≤24h。

（2）工程技術(shù)難點。根據(jù)工程施工技術(shù)的要求以及所選用原材料的特點，其技術(shù)難點主要包括兩個方面：①擴展度經(jīng)時損失。由于工程采用的砂子是由機制砂與細(xì)砂復(fù)合而成，所以增加了對外加劑的吸附作用，從而增加對混凝土保坍性能的要求。②無緩凝現(xiàn)象。在保證2h擴展度經(jīng)時損失≤30mm的前提下無緩凝現(xiàn)象，這也是該工程的技術(shù)難點之一。因此，不能通過增加緩凝劑來提高保坍性能，只能通過外加劑母液本身的保坍性能來解決坍落度損失的問題。

（3）解決方案。①選用綜合性能較好的聚羧酸減水劑母液MS-3和保坍性能較好的保坍劑BT-3來解決和易性和坍落度損失的問題。②同時搭配助劑X1、Y1和H1，控制混凝土含氣量和和易性，并保證混凝土的抗壓強度達(dá)到要求。詳見表9復(fù)配配方和表10試驗結(jié)果。

從表10的混凝土試驗結(jié)果可以看出，混凝土的初始坍落度和擴展度為220mm和560mm，符合工程的技術(shù)要求，180min的坍落度和擴展度為220mm和540mm，同時含氣量為3.8%，和易性好，符合工程的各項技術(shù)要求。

3結(jié)論

通過以上試驗結(jié)果分析，可以得出：

（1）MS-3對機制砂混凝土的適應(yīng)性較好，初始減水率高，坍落度損失小。

（2）BT-3對機制砂混凝土較適應(yīng)，保坍性能較好，抗壓強度高。

（3）將與機制砂混凝土體系適應(yīng)性較好的聚羧酸減水劑母液MS-3與保坍劑BT-3以及適當(dāng)?shù)南輨1、引氣劑Y1和緩凝劑H1復(fù)配，可有效減少機制砂混凝土的擴展度損失，并在工程上獲得成功應(yīng)用。