聚羧酸减水剂因具有掺量低、减水率高、保坍性好、可系列化、高性能化、多功能化和绿色环保化等特点，已成为减水剂行业今后的主要发展方向。然而，聚羧酸减水剂与混凝土原材料间存在相容性问题，其中，砂石的含泥量对掺聚羧酸减水剂混凝土的工作性等具有显著的影响，主要表现为聚羧酸减水剂减水分散能力下降、工作性变差，阻碍集料与水泥石之间的黏结，导致混凝土强度降低、收缩增大等。
目前，关于该方面的研究主要集中在含泥量对掺聚羧酸减水剂的水泥净浆流变性能及混凝土强度的影响，以及某些特定黏土对聚羧酸减水剂的吸附研究这些对研究含泥量影响羧酸减水剂减水分散机理及预拌混凝土企业有一定的指导作用，但并未对掺聚羧酸减水剂的不同强度等级混凝土耐久性进行全面的分析和研究。
本文研究含泥量对掺聚羧酸减水剂的低、中、高强度等级( C25、C40、C70) 混凝土拌合物的工作性能以及混凝土强度、抗氯离子渗透性和抗碳化性能的影响，以期为含泥量对掺聚羧酸减水剂混凝土的性能影响，尤其对混凝土耐久性的影响提供理论依据。
实验原材料
水泥: 陕西声威水泥有限公司，P·O42． 5Ｒ 等级; 泥: 西安灞河河砂水洗后，过 0． 075 mm 筛，将筛下泥浆干燥所得; 聚羧酸减水剂: 陕西户县同城外加剂厂，液体，固含量40% ，减水率30% ; 骨料: 中砂，细度模数为2． 65，洗净烘干; 碎石: 粒径为 5 ～ 20 mm，表观密度 2． 82g / cm3 ，洗净烘干; 粉煤灰: 西安灞桥电厂Ⅰ级粉煤灰，需水量比95% ; 矿粉:德龙牌矿粉S95 级，比表面积438 m2 / kg; 水: 自来水。
混凝土配合比及含泥量
混凝土配合比及含泥量如表1 所示。根据JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》规定，C25 等级混凝土中砂石泥含量上限为 5% ，C40 等级混凝土中砂石泥含量上限为 3% ，C70 等级混凝土中砂石泥含量上限为2% ，不同强度等级混凝土对含泥量的要求不同，因此，本实验选取表1 中的含泥量对三种不同强度等级混凝土进行对比实验研究。
氯离子渗透实验
依据清华大学清华大学路新瀛建立的饱盐混凝土电导率法《氯离子扩散系数法(NEL)法》以及ATSMC1020《混凝土抗氯离子渗透标准实验方法标准》，采用北京金比林高新技术有限责任公司产 NEL-PDＲ 型氯离子渗透性电测仪测定混凝土氯离子扩散系数。将标准养护28 d 的混凝土试件切成100 mm × 100 mm × 50mm 试件，取其三块试件进行氯离子扩散系数测定。其评价标准见表2。
碳化实验
依据GB / T 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能实验方法标准》，采用100 mm ×100 mm × 100mm 试件，标准养护至 28 d 龄期的前两天取出，置于( 60 ± 5) ℃ 烘箱中 48 h，然后放入碳化箱内碳化。碳化到3 d、7 d、14 d、28 d、56 d 取出劈裂，喷酚酞试剂，用游标卡尺每10 mm 为一个测点测出两侧面各点的碳化深度，取各点平均值作为其碳化深度。
含泥量对掺聚羧酸减水剂混凝土工作性和抗压强度的影响
表3 为含泥量对掺聚羧酸减水剂混凝土工作性和抗压强度的影响。由表3 中可以看出，随着含泥量的增加，含泥量为 3% 时，C25 混凝土的初始坍落度为 170 mm，含泥量为 5% 时，其初始坍落度为 155 mm，不满足大流动性混凝土的要求，含泥量为 9% 时，该等级混凝土变得干硬没有流动性; 含泥量达到 3% 时，C40 混凝土的初始坍落度减小至 165 mm，含泥量达到 5% 时，该等级混凝土初始坍落度为 140 mm; 当含泥量为 3% 时，C70 混凝土的初始坍落度为190 mm，仍具有大流动性混凝土的特性。所以从表3 的结果可以得出，泥的存在对不同强度等级混凝土工作性均产生不良影响，随着含泥量的增加，混凝土拌合物工作性变差; 当含泥量相同时，泥对低、中强度等级混凝土工作性的影响远大于对高强度等级混凝土的影响。产生此现象的主要原因是因为泥的粒径较小( ≤75 μm) ，比表面积大，能够吸附大量的拌和水，而且泥能吸附大量聚羧酸减水剂，吸附在水泥颗粒上的聚羧酸减水剂大大减少，使其无法发挥分散减水作用，并增加了混凝土拌和物的黏聚性，从而导致混凝土工作性能下降; C70 混凝土虽水灰比小，但聚羧酸减水剂的用量也远多于C25 和C40 混凝土，被泥吸附后剩余的聚羧酸减水剂量也相对较多，导致相同含泥量下泥对低、中强混凝土工作性的影响大于对高强混凝土的影响。
由表 3 中可以看出，含泥量从 0% 增大到 3% 时，C25 混凝土的 28 d 抗压强度降低约 8% ，C40 混凝土 28d 强度降低约 16% ，C70 混凝土 28 d 强度降低约 19% ，C40 和 C70 混凝土强度降低程度比 C25 混凝土大得多; 当含泥量增加到 2% 时，C70 混凝土 28 d 强度不满足强度等级的要求; 含泥量增加到 3% 时，C40 混凝土28 d 强度不满足要求; 当含泥量增加至 7% 时，C25 混凝土强度值为 25． 8 MPa，仍满足其强度等级要求。所以从表3 的实验结果可以得出，随含泥量增加，不同强度等级混凝土的抗压强度均降低，对低强度等级混凝土强度影响不显著，对中、高强度等级混凝土强度的影响要显著的多，这主要是因为泥能吸附大量的拌和水，水灰比不变的条件下，含泥的新拌混凝土和易性降低，增大混凝土含气量; 泥黏结在骨料与胶凝材料之间，降低了胶凝材料的粘结力，并在界面过渡区出现一个粘结能力弱化区，从而降低了强度; C25 混凝土自身缺陷和孔隙较多，而C40 和C70 混凝土水灰比相对较小，胶凝材料用量大，其自身的结构也较密实，所以C40 和C70 混凝土抗压强度对含泥量的敏感程度大于C25 低强度等级混凝土。
含泥量对掺聚羧酸减水剂混凝土抗氯离子渗透性能的影响
含泥量对掺聚羧酸减水剂混凝土抗氯离子渗透性能的影响见图1。由图1 可以看出，当含泥量从未掺增加至 3% 时，C25 等级混凝土的氯离子扩散系数从 3． 4 × 10-12 m2 / s 增大至 6． 6 × 10-12 m2 / s，混凝土渗透性 等级从Ⅲ级升至Ⅱ级; C40 等级混凝土的氯离子扩散系数从 2．1 × 10-12 m2 / s 增大至 5． 6 × 10-12 m2 / s，混凝土 渗透性等级从Ⅲ级升至Ⅱ级; C70 等级混凝土的随氯离子扩散系数从 0． 68 × 10-12 m2 / s 增大至 1． 38 × 10-12 m2 / s，混凝土渗透性等级从Ⅳ级升至Ⅲ级。所以从图 1 的结果可以得出，随着含泥量的增加，三种强度等级混凝土氯离子扩散系数均有大幅度的增长，混凝土渗透性等级提升，抗氯离子渗透性能显著降低。泥使得混凝土抗氯离子渗透性能降低的主要原因是因为泥对聚羧酸减水剂的吸附作用大于水泥，在泥的作用下，新拌混凝土黏性过大，工作性变差，使新拌混凝土浆体流变剪切应力变大，不利于混凝土自身的流动性及密实性，产生更多的气孔; 泥在混凝土拌和过程中会吸附大量的水，且泥颗粒不具有水化活性，在水化过程中被吸附的水挥发后会在其周围形成孔隙，使混凝土孔隙率增大，从而导致混凝土渗透性显著提高。
含泥量对掺聚羧酸减水剂混凝土抗碳化性能的影响
含泥量对掺聚羧酸减水剂混凝土抗碳化性能的影响见图2 ～ 图4。由图2 ～ 图4 可以看出，当含泥量为3% 时，与未含泥的混凝土相比，C25 混凝土 28 d 碳化深度增长率约为 62． 5% ，C40 混凝土的 28d 碳化深度增长率约为 61． 2% ，C70 混凝土 28 d 未被碳化，56 d 碳化深度从 0． 5 mm 增大至 0． 65 mm，28 d 碳化深度增长率为30% 。所以从图2 ～ 图4 的结果可以得出，随着含泥量的增加，不同强度等级的混凝土碳化深度均有所增加，抗碳化性能变差，但C70 混凝土碳化深度增长幅度明显低于C25 和C40 混凝土，碳化深度和混凝土的强度发展成一定的负相关性。产生这种现象的主要原因是因为泥吸附大量的拌合水和聚羧酸减水剂，增大了混凝土的孔隙率以及增加了大量的毛细孔，降低混凝土的耐久性; 水泥硬化过程中，水泥水化液相中Ca( OH) 会与泥颗粒发生反应，引起无定形硅酸钙与铝酸钙解体，与水化产物发生二次反应，导致混凝土结构不密实，并消耗一定量的 Ca( OH) 2 ，C70 混凝土自身结构密实、孔隙较少，水泥基材料用量相对较多，水化生成的的Ca( OH) 2 比C25 和C40 混凝土多，从而使混凝土整体的碱度降低较少，抗CO2 的侵蚀能力也比C25 和C40 混凝土强。
( 1) 随含泥量的增加，混凝土拌合物的坍落度和强度均呈现减小的趋势。含泥量相同时，泥对低、中强度等级混凝土工作性的影响远大于对高强度等级混凝土的影响，对中、高强度等级混凝土抗压强度的影响更 为显著;
( 2) 含泥量对不同强度等级混凝土的抗氯离子渗透性和抗碳化性影响规律不同: 随着含泥量增加，低、中、高强度等级混凝土氯离子扩散系数增加，抗氯离子渗透性能均降低; 随含泥量增加，C70 混凝土碳化深度增长幅度明显低于C25 和C40 混凝土，碳化性能和混凝土的强度发展成一定的负相关性;
( 3) 含泥量对C25 低强混凝土28 d 抗压强度影响不明显，但其抗氯离子渗透性和抗碳化性显著降低，相应的耐久性明显下降，所以对于低强度等级混凝土不能只注重强度而忽略耐久性的要求;
( 4) 综合本实验的结果，对不同强度等级混凝土的含泥量均应进行严格控制，建议低强度等级混凝土含泥量上限为3% ，中强度等级混凝土含泥量上限为2% ，高强度等级混凝土含泥量上限为1% 。
