一種混凝土中粘土抑制劑摻量的計算方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種混凝土中粘土抑制劑摻量的計算方法，包括：1）測定配制混凝土所用砂的MBS值和所用碎石的MBG值；2）計算單方混凝土的骨料亞甲藍(lán)總量∑MB；3）根據(jù)骨料亞甲藍(lán)總量計算單方混凝土中粘土可交換陽離子總量：4）根據(jù)骨料亞甲藍(lán)總量或粘土可交換陽離子總量計算單方混凝土中摻入的粘土抑制劑的質(zhì)量。本發(fā)明與傳統(tǒng)的依據(jù)單方混凝土中膠凝材料總量計算粘土抑制劑的方法相比，計算過程簡便，其摻量隨骨料中粘土的礦物種類和含量不同而變化，可以有效應(yīng)對不同骨料的實際情況，并且可根據(jù)摻加的粘土抑制劑的種類和摻量的不同來預(yù)測摻加后的效果，能夠更好的指導(dǎo)粘土抑制劑的應(yīng)用。
【專利說明】一種混凝土中粘土抑制劑摻量的計算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種抑制混凝土中粘土對聚羧酸減水劑負(fù)面效果的粘土抑制劑摻量的計算方法，屬于混凝土外加劑應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]混凝土骨料在混凝土中所占的體積率約為70%，是混凝土的重要組成部分，由于其在開采、加工、運(yùn)輸、保存和使用過程的污染，不可避免的會混有粘土。在實際的工程應(yīng)用中，骨料中的粘土?xí)骄埕人峄炷恋男阅墚a(chǎn)生非常大的影響，粘土過高的砂石料會使聚羧酸減水劑的減水率大幅下降，新拌混凝土的坍落度損失加快，可運(yùn)輸時間大為縮短，幾乎無法滿足運(yùn)送、施工及泵送要求。解決粘土對聚羧酸減水劑的影響問題是聚羧酸減水劑進(jìn)一步推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。
[0003]專利申請?zhí)朇N102898061 A提出了一種能有效抑制粘土對聚羧酸減水劑減水效果不利影響的助劑，具體是由丙烯酰胺類單體和含胺烯類單體在引發(fā)劑的引發(fā)下得到的聚合產(chǎn)物。用此方法生產(chǎn)的助劑加入摻聚羧酸的混凝土中時，助劑能較好的抑制骨料含泥對聚羧酸減水劑的影響，保持較好的工作狀態(tài)。但此種助劑在實施例中與PC減水劑按1:5混合，然后按照與膠凝材料的固定比例摻加，未考慮到為消除不同含量粘土對混凝土性能引起的負(fù)面作用所摻 加的助劑的量也應(yīng)有所不同；另外不同礦物成分的粘土對混凝土性能引起的負(fù)面作用也有所不同，這種摻加方法對此也未加以考慮。因此，這種以膠凝材料總量為依據(jù)計算粘土抑制劑摻量的方法，無法根據(jù)砂石中含泥量或粘土含量的大小來計算粘土抑制助劑的摻量，也無法根據(jù)粘土礦物成分的不同來計算摻量，更無法預(yù)測粘土抑制劑摻加多少量后能夠達(dá)到怎樣的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種簡便的粘土抑制劑摻量的計算方法，以便于根據(jù)骨料中所含粘土礦物的種類和含量而計算粘土抑制劑的摻量，較好的預(yù)測粘土抑制劑摻加效果。
[0005]為解決這一技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種混凝土中粘土抑制劑摻量的計算方法，包括如下步驟:
O測定配制混凝土所用砂的MBs值和所用碎石的MBe值；
2)計算單方混凝土的骨料亞甲藍(lán)總量ΣMB:
Σ MB= Σ MBs+ Σ MBg= MBs X ms+MBG X mG
式中Σ MBs為砂的亞甲藍(lán)總量、Σ MBeS碎石的亞甲藍(lán)總量、ms為砂的質(zhì)量、為碎石的質(zhì)量；
3)根據(jù)骨料亞甲藍(lán)總量計算單方混凝土中粘土可交換陽離子總量:
Σ CEC= Σ MBg/(373.9g/mol)
式中單方混凝土中粘土可交換離子總量Σ CEC單位為mol，373.9g/mol為亞甲基藍(lán)(分子式為C16H18ClN3S X 3H20)的分子量；
4)根據(jù)骨料亞甲藍(lán)總量或粘土可交換陽離子總量計算單方混凝土中摻入的粘土抑制劑的質(zhì)量:
方法一: ml= Σ MBXD%
式中ml表不單方混凝土中粘土抑制劑的慘入質(zhì)量，D%表不粘土抑制劑占骨料亞甲監(jiān)總量的質(zhì)量百分比；
方法二:根據(jù)粘土可交換陽離子總量摩爾百分比先計算粘土抑制劑單體的摩爾量，再根據(jù)其單體分子量計算粘土抑制劑的質(zhì)量。
[0006]測定配制混凝土所用砂的MBs值的方法包括如下步驟:
1)將試樣在烘箱中烘干至恒重，冷卻至室溫；
2)將試樣加入Ca(OH)2飽和溶液中，攪拌形成懸浮液；
3)懸浮液中加入亞甲藍(lán)溶液，記錄所加入的亞甲藍(lán)溶液總體積；
4)計算MBs 值:MBS=V/GX 10。
[0007]測定配制混凝土所用碎石的MBe值的方法包括如下步驟:
1)將試樣在烘箱中烘干`至恒重，冷卻至室溫；
2)冷卻后準(zhǔn)確稱取碎石樣品4kg，盛入5L容量筒中并加入2LCa(OH)2飽和溶液浸泡2小時；
3)2小時后將碎石分成兩份采用公稱粒徑5.0mm篩進(jìn)行過濾、并使用濾液反復(fù)沖洗碎
石；
4)然后再使用ILCa(OH)2飽和溶液對碎石進(jìn)行反復(fù)沖洗，并將所得濾液合并轉(zhuǎn)移至5L
容量筒；
5)測定消耗的亞甲藍(lán)溶液總體積，并按照MBe=VmlX l%/4kg的公式計算碎石的MBe值。
[0008]有益效果:本發(fā)明與傳統(tǒng)的依據(jù)單方混凝土中膠凝材料總量計算粘土抑制劑的方法相比，計算過程簡便，其摻量隨骨料中粘土的礦物種類和含量不同而變化，可以有效應(yīng)對不同骨料的實際情況，并且可根據(jù)摻加的粘土抑制劑的種類和摻量的不同來預(yù)測摻加后的效果，能夠更好的指導(dǎo)粘土抑制劑的應(yīng)用。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做具體描述。
[0010]本發(fā)明提供了一種混凝土中粘土抑制劑摻量的計算方法，包括如下步驟:
O測定配制混凝土所用砂的MBs值和所用碎石的MBe值；
2)計算單方混凝土的骨料亞甲藍(lán)總量ΣMB:
Σ MB= Σ MBs+ Σ MBg= MBs X ms+MBG X mG
式中Σ MBs為砂的亞甲藍(lán)總量、Σ MBeS碎石的亞甲藍(lán)總量、ms為砂的質(zhì)量、為碎石的質(zhì)量；
3)根據(jù)骨料亞甲藍(lán)總量計算單方混凝土中粘土可交換陽離子總量:
Σ CEC= Σ MBg/(373.9g/mol)
式中單方混凝土中粘土可交換離子總量Σ CEC單位為mol，373.9g/mol為亞甲基藍(lán)(分子式為C16H18ClN3S X 3H20)的分子量；
4)根據(jù)骨料亞甲藍(lán)總量或粘土可交換陽離子總量計算單方混凝土中摻入的粘土抑制劑的質(zhì)量:
方法一: ml= Σ MBXD%
式中ml表不單方混凝土中粘土抑制劑的慘入質(zhì)量，D%表不粘土抑制劑占骨料亞甲監(jiān)總量的質(zhì)量百分比；
方法二:根據(jù)粘土可交換陽離子總量摩爾百分比先計算粘土抑制劑單體的摩爾量，再根據(jù)其單體分子量計算粘土抑制劑的質(zhì)量。
[0011]測定配制混凝土所用砂的MBs值的方法包括如下步驟:
1)將試樣在烘箱中烘干至恒重，冷卻至室溫；
2)將試樣加入Ca(OH)2飽和溶液中，攪拌形成懸浮液；
3)懸浮液中加入亞甲藍(lán)溶液，記錄所加入的亞甲藍(lán)溶液總體積；
4)計算MBs 值:MBS=V/GX 10。
[0012]測定配制混凝土所用碎石的MBe值的方法包括如下步驟:
1)將試樣在烘箱中烘干至恒重，冷卻至室溫； 2)冷卻后準(zhǔn)確稱取碎石樣品4kg，盛入5L容量筒中并加入2LCa(OH)2飽和溶液浸泡2小時；
3)2小時后將碎石分成兩份采用公稱粒徑5.0mm篩進(jìn)行過濾、并使用濾液反復(fù)沖洗碎
石；
4)然后再使用ILCa(OH)2飽和溶液對碎石進(jìn)行反復(fù)沖洗，并將所得濾液合并轉(zhuǎn)移至5L
容量筒；
5)測定消耗的亞甲藍(lán)溶液總體積，并按照MBe=VmlX l%/4kg的公式計算碎石的MBe值。
[0013]實施例1:
某C30混凝土原材料單方用量分別為:水泥306kg，礦粉31kg，粉煤灰68kg，中砂816kg, 5 ~31.5mm 碎石 913kg,水 188kg,泵送劑 8.1kg。
[0014]測得中砂MB值為2.5g/kg，碎石MB值為0.7g/kg。
[0015]采用有效成分為50%聚二甲基二烯丙基氯化銨(DADMAC)作為粘土抑制劑，摻量為亞甲藍(lán)總量的40%質(zhì)量比時計算如下:
Σ MB= Σ MBs+ Σ MBg= MBs*ms+MBG*mG=816kg*2.5g/kg+913kg*0.7g/kg=2697.1g
采用純聚二甲基二烯丙基氯化銨其質(zhì)量為:
IIi1= Σ MB*D%=2697.lg*40%=1071.64g
采用有效成分為50%的聚二甲基二烯丙基氯化銨時，其溶液質(zhì)量為m=1071.64/50%=2143.28g
即每立方混凝土中使用2143.28g有效成分含量為50%的聚二甲基二烯丙基氯化銨溶液。
[0016]實施例2:
某C30混凝土材料單方用量分別為:水泥306kg，礦粉31kg，粉煤灰68kg，中砂816kg，5 ~31.5mm 碎石 913kg,水 188kg,泵送劑 8.1kg。[0017]測得中砂MB值為2.5g/kg，碎石MB值為0.7g/kg。
[0018]采用有效成分為50%聚二甲基二烯丙基氯化銨(DADMAC)作為粘土抑制劑，根據(jù)單方混凝土中粘土可交換陽離子總量摩爾比100%粘土抑制劑摻量如下:
Σ MB= Σ MBs+ Σ MBg= MBs*ms+MBG*mG=816kg*2.5g/kg+913kg*0.7g/kg=2697.1g
Σ CEC= Σ MB g/(373.9g/mol) =2697.lg/(373.9g/mol)=7.2ImoI
采用100%的粘土可交換陽離子總量，則聚二甲基二烯丙基氯化銨的單體摩爾總量為
7.2 Imo I ；
聚二甲基二烯丙基氯化銨的單體分子量為161.67g/mol，則其純品質(zhì)量為161.67g/mol*7.21mol=1165.64g，如采用有效成分為50%的聚二甲基二烯丙基氯化銨時，其溶液質(zhì)量為m=1165.64/50%=2331.28g。
[0019]即每立方混凝土中使用2331.28g有效成分含量為50%的聚二甲基二烯丙基氯化銨溶液。
[0020]實施例3:
某C30混凝土原材料單方用量分別為:水泥306kg，礦粉31kg，粉煤灰68kg，中砂816kg, 5 ~31.5mm 碎石 913kg,水 188kg,泵送劑 8.1kg。
[0021]測得中砂MB值為2.5g/kg，碎石MB值為0.7g/kg。
[0022]采用有效成分 為50%聚二甲基二烯丙基氯化銨(DADMAC)作為粘土抑制劑，摻量以達(dá)到其他材料不變，采用MB值為1.4g/kg的砂配制混凝土相同的效果，計算如下:
未使用粘土抑制劑砂的亞甲藍(lán)總量為:
Σ MBsg= MBs*ms=2.5g/kg*816kg=2040g
使用粘土抑制劑后砂的亞甲藍(lán)總量為:
Σ MBsg= MBs*ms=l.4g/kg*816kg=1142.4g
使用粘土抑制劑后粘土可交換陽離子總量變化值為:
Σ CEC= (2040g-l 142.4g)/(373.9g/mol)=2.40mol
采用100%的粘土可交換陽離子總量，則聚二甲基二烯丙基氯化銨的單體摩爾總量為
2.40mol
聚二甲基二烯丙基氯化銨的單體分子量為161.67g/mol，則其純品質(zhì)量為161.67g/mol *2.40mol=388g,如采用有效成分為50%的聚二甲基二烯丙基氯化銨時，其溶液質(zhì)量為m=388/50%=776g。
[0023]本發(fā)明與傳統(tǒng)的依據(jù)單方混凝土中膠凝材料總量計算粘土抑制劑的方法相比，計算過程簡便，其摻量隨骨料中粘土的礦物種類和含量不同而變化，可以有效應(yīng)對不同骨料的實際情況，并且可根據(jù)摻加的粘土抑制劑的種類和摻量的不同來預(yù)測摻加后的效果，能夠更好的指導(dǎo)粘土抑制劑的應(yīng)用。
[0024]本發(fā)明上述實施方案，只是舉例說明，不是僅有的，所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或等同本發(fā)明的范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明包圍。
【權(quán)利要求】
1.一種混凝土中粘土抑制劑摻量的計算方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)測定配制混凝土所用砂的MBs值和所用碎石的MBe值； 2)計算單方混凝土的骨料亞甲藍(lán)總量ΣMB:
Σ MB= Σ MBs+ Σ MBg= MBs X ms+MBG X mG 式中Σ MBs為砂的亞甲藍(lán)總量、Σ MBeS碎石的亞甲藍(lán)總量、ms為砂的質(zhì)量、為碎石的質(zhì)量； 3)根據(jù)骨料亞甲藍(lán)總量計算單方混凝土中粘土可交換陽離子總量:
Σ CEC= Σ MBg/(373.9g/mol) 式中單方混凝土中粘土可交換離子總量Σ CEC單位為mol，373.9g/mol為亞甲基藍(lán)(分子式為C16H18ClN3S X 3H20)的分子量； 4)根據(jù)骨料亞甲藍(lán)總量或粘土可交換陽離子總量計算單方混凝土中摻入的粘土抑制劑的質(zhì)量: 方法一: ml= Σ MBXD% 式中ml表不單方混凝土中粘土抑制劑的慘入質(zhì)量，D%表不粘土抑制劑占骨料亞甲監(jiān)總量的質(zhì)量百分比；` 方法二:根據(jù)粘土可交換陽離子總量摩爾百分比先計算粘土抑制劑單體的摩爾量，再根據(jù)其單體分子量計算粘土抑制劑的質(zhì)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土中粘土抑制劑摻量的計算方法，其特征在于，測定配制混凝土所用砂的MBs值的方法包括如下步驟: 1)將試樣在烘箱中烘干至恒重，冷卻至室溫； 2)將試樣加入Ca(OH)2飽和溶液中，攪拌形成懸浮液； 3)懸浮液中加入亞甲藍(lán)溶液，記錄所加入的亞甲藍(lán)溶液總體積； 4)計算MBs 值:MBS=V/GX 10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土中粘土抑制劑摻量的計算方法，其特征在于，測定配制混凝土所用碎石的MBe值的方法包括如下步驟: 1)將試樣在烘箱中烘干至恒重，冷卻至室溫； 2)冷卻后準(zhǔn)確稱取碎石樣品4kg，盛入5L容量筒中并加入2LCa(OH)2飽和溶液浸泡2小時；3)2小時后將碎石分成兩份采用公稱粒徑5.0mm篩進(jìn)行過濾、并使用濾液反復(fù)沖洗碎石；4)然后再使用ILCa(OH)2飽和溶液對碎石進(jìn)行反復(fù)沖洗，并將所得濾液合并轉(zhuǎn)移至5L容量筒；5)測定消耗的亞甲藍(lán)溶液總體積，并按照MBe=VmlX l%/4kg的公式計算碎石的MBe值。
【文檔編號】C04B22/08GK103819112SQ201410085952
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】沈文忠, 周慶剛, 王偉, 張富源, 郭蕾, 王拓, 管西祝, 張燕, 張妍, 徐兆輝, 邊琦 申請人:山東省建筑科學(xué)研究院