泥的來(lái)源不同，其組分也不相同，混凝土砂石中的泥分為三大類(lèi)：石灰石粉、粘土、碳酸鈣。其中，石粉是機(jī)制砂中粒徑小于75μm的微細(xì)顆粒，它與機(jī)制砂為同一母巖，礦物組成相同，主要成分就是CaCO3，是機(jī)制砂的級(jí)配組成的一部分。石灰石粉在混凝土中具有完善混凝土細(xì)骨料的級(jí)配，促進(jìn)早期水化和阻止鈣礬石向單硫型轉(zhuǎn)化，提高混凝土早期強(qiáng)度和密實(shí)性的作用。砂石中常見(jiàn)的粘土有蒙脫土、高嶺土和伊利土三類(lèi)，這三類(lèi)粘土化學(xué)組成均為硅鋁酸鹽，分散較細(xì)(粒徑≤2μm)、親水性強(qiáng)、具有膠體特性。硅鋁酸鹽均是由硅氧四面體晶片和鋁氧八面體晶片兩個(gè)基本單元組成，因?yàn)闃?gòu)成粘土的兩種單元的比例不同便形成了性質(zhì)不同的粘土類(lèi)型，三種粘土的性能和結(jié)構(gòu)如表1所示。
表1三種粘土的結(jié)構(gòu)類(lèi)型與吸水性
砂石較高的含泥量不僅嚴(yán)重影響混凝土的早期工作性能及后期力學(xué)性能，也造成資源和能源的嚴(yán)重浪費(fèi)和混凝土體積開(kāi)裂敏感性增大等問(wèn)題。泥粉是最容易引入砂石中影響混凝土性能的物質(zhì)，雖然我國(guó)有關(guān)于砂石質(zhì)量的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，GB14684-2011《建筑用砂》和GB14685-2011《建筑用卵石、碎石》里將粒徑在75μm以下的顆粒稱(chēng)為泥粉，并且嚴(yán)格限制了泥粉的含量，但由于骨料質(zhì)量具有區(qū)域性，現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)供應(yīng)的砂石少有完全真正符合標(biāo)準(zhǔn)的，多數(shù)要因地制宜地進(jìn)行調(diào)整。
（1）泥粉與聚羧酸系減水劑的作用原理研究
普遍認(rèn)為，泥粉影響摻用木質(zhì)素磺酸鹽和萘系減水劑的的混凝土的主要原因是泥粉與水泥的吸附競(jìng)爭(zhēng)。關(guān)于泥粉與聚羧酸系減水劑的作用原理，現(xiàn)在依然沒(méi)有統(tǒng)一的解釋。一部分學(xué)者認(rèn)為泥粉與減水劑的作用原理和水泥類(lèi)似，減水劑以陰離子基團(tuán)吸附于水泥或者泥粉表面，不同的是泥粉對(duì)減水劑的吸附量以及吸附速率遠(yuǎn)大于水泥。同時(shí)，粘土礦物較高的比表面積和層狀結(jié)構(gòu)也吸附了較多的水分、減少了漿體中的自由水，從而直接影響到混凝土的施工性能。王子明等發(fā)現(xiàn)高嶺土和膨潤(rùn)土對(duì)聚羧酸系減水劑具有強(qiáng)烈的吸附作用，而且吸附在初始就達(dá)到平衡。李有光等發(fā)現(xiàn)在飽和石灰水模擬的堿性環(huán)境中，泥對(duì)聚羧酸系減水劑的吸附很快，在6min內(nèi)泥就已經(jīng)達(dá)到飽和吸附，吸附量約為水泥的4倍。吳昊等指出聚羧酸減水劑性能在含泥混凝土中受到影響主要是因?yàn)槟鄬?duì)PC的吸附導(dǎo)致單位水泥量的PC占有率降低以及泥土礦物質(zhì)對(duì)水分子的吸附導(dǎo)致流動(dòng)水減少，兩者共同作用導(dǎo)致漿體流動(dòng)性能變差。馬保國(guó)等發(fā)現(xiàn)泥對(duì)聚羧酸減水劑的吸附量大于水泥且隨時(shí)間延長(zhǎng)不斷增加，隨溫度的升高而降低，最終達(dá)到平衡，飽和吸附量為10.1mg/g，大約使水泥的3倍左右，吸附基本符合Langmuri等溫吸附模型。徐文冰等發(fā)現(xiàn)機(jī)制砂的MB值（測(cè)定的是石灰石粉和混入石灰石粉中的泥粉對(duì)亞甲藍(lán)的吸附值）的變化與泥粉含量變化具有較好的相關(guān)性。另有一部分學(xué)者研究表明，PEO結(jié)構(gòu)非常易于插入粘土的硅鋁酸鹽層間去。而且，不同類(lèi)型的含有PEO側(cè)鏈結(jié)構(gòu)的聚羧酸系減水劑對(duì)泥都非常敏感，所以，他們認(rèn)為聚羧酸系減水對(duì)泥特別敏感的原因主要是由于泥中的某些粘土質(zhì)礦物非常適合于聚羧酸系減水劑的PEO側(cè)鏈結(jié)構(gòu)插層，結(jié)果聚羧酸系減水劑大部分以化學(xué)吸附的方式插層于粘土片層之間而不是以電荷吸附的方式吸附于粘土礦物質(zhì)的表面。
D.Manning等解釋蒙脫土對(duì)聚羧酸系減水劑的影響大于其他粘土礦物質(zhì)的原因是由于蒙脫土較大的晶格片層結(jié)構(gòu)更加有利于插層、溶脹和陽(yáng)離子交換。兩種說(shuō)法都能夠?qū)δ承?shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行解釋?zhuān)瑫r(shí)又不能夠解釋所有的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，所以關(guān)于以上兩種理論的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以及新的理論還有待進(jìn)一步探索。
（2）不同礦物質(zhì)對(duì)減水劑的性能影響
研究表明，只有具有顯著膨脹性能和吸水性能的粘土質(zhì)泥才會(huì)對(duì)混凝土的工作性能以及后期力學(xué)性能產(chǎn)生重要影響。骨料中常見(jiàn)的粘土質(zhì)泥主要有高嶺土、伊利土和蒙脫土。同一類(lèi)型的減水劑對(duì)不同礦物組成的泥粉的敏感性是不同的，而這種區(qū)別對(duì)減水劑的選用和耐泥性減水劑、抗泥劑的研發(fā)非常重要。王子明和程勛發(fā)現(xiàn)相同水灰比和減水劑摻量下，高嶺土對(duì)聚羧酸系的吸附量是水泥的數(shù)倍，而膨潤(rùn)土(主要成分是蒙脫土)是水泥的數(shù)十倍；膨潤(rùn)土對(duì)砂漿擴(kuò)展度的影響也較高嶺土顯著。吳小琴等發(fā)現(xiàn)當(dāng)偏高嶺土摻量為5.0%時(shí)，對(duì)混凝土的流動(dòng)性影響很?。划?dāng)摻量為10%~15%時(shí)，混凝土的流動(dòng)性有所下降。吳昊等發(fā)現(xiàn)不同地區(qū)的砂石料影響聚羧酸減水劑性能的程度不同。利用XRD確定砂石中泥成分主要為SiO2、長(zhǎng)石類(lèi)，云母類(lèi)以及粘土類(lèi)礦物等。通過(guò)對(duì)PCE-1的TOC測(cè)試得知，長(zhǎng)石和絹云母具有較強(qiáng)的吸附作用，蒙脫石的吸附能力最強(qiáng)。馬保國(guó)等通過(guò)研究聚羧酸減水劑、萘系減水劑和木質(zhì)素磺酸鈉在水泥、高嶺土和蒙脫石顆粒表面的吸附特性，發(fā)現(xiàn)萘系減水劑在含泥量較大的混凝土中的應(yīng)用效果優(yōu)于聚羧酸系減水劑和木質(zhì)素磺酸鹽。Sakai等以石灰石粉模擬水泥水化體系，研究泥對(duì)聚羧酸減水劑凈漿流動(dòng)度的影響，發(fā)現(xiàn)蒙脫土的敏感程度較高嶺土高。Norvell等發(fā)現(xiàn)摻蒙脫土的砂漿需水量在恒定砂漿流動(dòng)度條件下遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于摻高嶺土與伊利土的砂漿。Munoz等發(fā)現(xiàn)鈉蒙脫土與鈣蒙脫土對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響遠(yuǎn)大于伊利土與高嶺土，且隨著水灰比的增大，兩種蒙脫土對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響適當(dāng)減小。Fernandes解釋蒙脫土對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響大于高嶺土的原因是因?yàn)橐环矫婷擅撏恋奈芰Ρ纫晾梁透邘X土強(qiáng)，在水灰比恒定時(shí)，引入大量的大氣泡導(dǎo)致密實(shí)困難；要得到適宜的流動(dòng)度又必須增大水灰比，這些都會(huì)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低。
另一方面是因?yàn)槊擅撏習(xí)?、覆蓋于骨料表面或者形成松散的顆粒集合阻礙水泥與骨料之間的粘結(jié)，從而在水泥石中形成軟弱的界面過(guò)渡區(qū)和空穴區(qū)，降低混凝土的密實(shí)性和強(qiáng)度。
（3）泥粉含量對(duì)混凝土性能的影響
混凝土的工作性能不僅影響混凝土的成型，而且影響混凝土后期力學(xué)性能和耐久性。泥粉顆粒的體積不穩(wěn)定，干燥時(shí)收縮，潮濕時(shí)膨脹，隨著含泥量的增加，無(wú)論是聚羧酸減水劑還是萘系減水劑，均將降低混凝土減水率、強(qiáng)度、坍落度等，給混凝土帶來(lái)極大的破壞作用。國(guó)標(biāo)《建筑用砂》(GB/T14684-2011)中規(guī)定混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30或者有抗凍、抗?jié)B或其它特殊要求時(shí)，天然砂中泥粉含量不超過(guò)3.0%，泥塊含量不超過(guò)1.0%；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)小于C30時(shí)，泥粉含量不超過(guò)5.0%，泥塊含量不超過(guò)2.0%。張瑞芳發(fā)現(xiàn)使用聚羧酸系減水劑的混凝土的抗壓強(qiáng)度由于砂中泥粉含量的增大而降低。苗翠珍等發(fā)現(xiàn)使用聚羧酸系高性能減水劑生產(chǎn)混凝土?xí)r，砂子含泥量在3%以下時(shí)，對(duì)混凝土強(qiáng)度和坍落度損失影響較小；砂子含泥量超過(guò)3%時(shí)，每增加2%，強(qiáng)度降低超過(guò)10%，且坍落度損失較快。王冠鋒等發(fā)現(xiàn)當(dāng)泥含量達(dá)到3%時(shí)，對(duì)混凝土坍落度、強(qiáng)度的影響已經(jīng)開(kāi)始變得較為明顯；泥粉含量達(dá)到10%時(shí)，在其他條件相同的情況下，混凝土拌合物的初始坍落度幾乎為零。袁杰等發(fā)現(xiàn)高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度和抗?jié)B透性隨著砂石中粘土的增加逐漸下降，同時(shí)，氯離子擴(kuò)散系數(shù)逐漸增大。而且粘土含量的增加對(duì)C60混凝土的影響比C30混凝土更大，特別是當(dāng)碎石中粘土含量大于1.0%，砂子中粘土含量大于3.5%時(shí)，抗?jié)B性更差。許國(guó)林等發(fā)現(xiàn)當(dāng)砂子含泥量小于2.0%時(shí)，7天強(qiáng)度降低不明顯，含泥量大于2.0%時(shí)，7天強(qiáng)度降低較快；砂的含泥量在3.0%以下時(shí)，對(duì)摻聚羧酸鹽減水劑的混凝土28天強(qiáng)度沒(méi)有太大的影響，而含泥量在3.0%以上時(shí)，砂子含泥量每增加2.0%，混凝土的28天強(qiáng)度就降低3.0%左右。趙尚傳等發(fā)現(xiàn)混凝土骨料的泥粉含量為1%時(shí)，坍落度就會(huì)降低超過(guò)30%，抗壓和彎拉強(qiáng)度都會(huì)顯著下降，抗?jié)B性無(wú)顯著影響，抗凍性能降幅微??；而超過(guò)5%時(shí)，試件難以正常成型、強(qiáng)度顯著下降、抗凍性能顯著降低；而當(dāng)泥粉含量達(dá)到10%時(shí)，抗?jié)B性能明顯降低。于濤等從技術(shù)與成本角度考慮，發(fā)現(xiàn)在實(shí)際生產(chǎn)控制過(guò)程中，如果使用聚羧酸系減水劑生產(chǎn)中低強(qiáng)度等級(jí)的混凝土（<>混凝土），砂含泥量控制在3.25-6.25%之間是比較合適的，混凝土拌合物狀態(tài)及抗壓強(qiáng)度均能滿(mǎn)足要求；如果要繼續(xù)減少砂含泥量，則會(huì)導(dǎo)致混凝土的技術(shù)和生產(chǎn)成本顯著增加。
（4）混凝土抗泥的方法探索
泥粉對(duì)混凝土的性能危害很大。所以，科研人員和施工人員采取了各種方法來(lái)減小泥對(duì)混凝土性能的危害。L.LEI等采用甲基丙烯酸、甲基丙烯磺酸鈉為陰離子單體，分別以甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丁酯為側(cè)鏈單體合成了一系列不含PEO接枝側(cè)鏈的聚羧酸系減水劑。發(fā)現(xiàn)新合成的減水劑的耐泥性明顯高于傳統(tǒng)的含PEO側(cè)鏈的聚羧酸系減水劑。潘瑞娜等建議使用不同減水率或者不同性能的聚羧酸減水劑母液復(fù)配來(lái)調(diào)節(jié)對(duì)混凝土的高含泥量適應(yīng)性，也取得了一些的效果。王志林嘗試將泥漿解析劑用于參用脂肪族減水劑與氨基磺酸減水劑復(fù)配的混凝土體系，發(fā)現(xiàn)當(dāng)脂肪族減水劑與氨基的復(fù)配合比例為90:10時(shí)，泥漿解析劑摻量為5%時(shí)，減水效果和保塑性有所改善；但是泥漿解析劑對(duì)脂肪族減水劑與萘系減水劑復(fù)配體系的作用不明顯。還有根據(jù)吸附差異性研發(fā)出的各種抗泥劑也取得了一定的效果。另外，通過(guò)研究混凝土的配置工藝和配合比試驗(yàn)，找出含泥量影響聚羧酸系減水劑適應(yīng)性的程度，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)，對(duì)細(xì)骨料進(jìn)廠嚴(yán)格控制，也可以保證混凝土的各項(xiàng)性能滿(mǎn)足施工及技術(shù)要求。
所以，系統(tǒng)研究不同種類(lèi)的泥對(duì)聚羧酸系減水劑和混凝土材料的強(qiáng)度、施工性和耐久性能的影響，有助于實(shí)現(xiàn)資源的有效利用、提高經(jīng)濟(jì)效益以及解決環(huán)境問(wèn)題?；炷量鼓嘈匝芯繎?yīng)該根據(jù)各地區(qū)泥的組分差異性，研究每一種泥對(duì)聚羧酸系減水劑及混凝土性能的影響，開(kāi)發(fā)出具有針對(duì)性的減水劑或者抗泥劑，在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)所在地區(qū)泥土礦物的組成，選用相應(yīng)的減水劑和抗泥劑。
綜上所述，大量學(xué)者的前期研究為研究泥對(duì)聚羧酸系減水劑的減水性能以及對(duì)混凝土性能的影響打下了良好的基礎(chǔ)。但是，現(xiàn)在的研究大多聚焦于從量的角度研究泥對(duì)減水劑和混凝土性能的影響，對(duì)于不同的泥粉是通過(guò)何種方式對(duì)聚羧酸減水劑的減水性能以及混凝土性能產(chǎn)生巨大影響方面的研究并不深入，有待進(jìn)一步的探索。
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