泥土对混凝土性能的影响综述

泥土对混凝土性能的影响综述

宁青

金华市诚骏建材有限公司金华市婺城区321075

摘要：近年来我国经济发展十分快速，建筑行业越来越普遍。本文简要介绍了粘土的定义、粘土矿物的种类及粘土的化学组成和物理性质；概述了砂含泥量对商品混凝土工作性能的影响，以及关于粘土在混凝土中的反应活性的研究情况，以期为更好地理解砂石骨料中的含泥量对混凝土性能的影响提供参考。

关键词：泥土；混凝土；性能影响；综述

引言

混凝土砂石骨料的2项重要质量指标是含泥量和泥块含量。GB／T14684－2011《建筑用砂》对砂的含泥量的定义是“天然砂中粒径小于75μｍ的颗粒含量”，对砂的泥块含量的定义是“砂中原粒径大于1.18mm，经水浸洗、手捏后小于600μm的颗粒含量”。GB／T14685－2011《建筑用卵石、碎石》对卵石及碎石的含泥量的定义是“卵石、碎石中粒径小于75μｍ的颗粒含量”，对卵石及碎石的泥块含量的定义是“卵石、碎石中原粒径大于4.75mm，经水浸洗、手捏后小于2036mm的颗粒含量”。不论是砂中还是碎石中的泥或泥块，其主要成分是粘土。

1概述

1.1粘土及粘土矿物

粘土的定义因人（陶瓷工、农民、工业家、地质学家和矿物学家）而异，由于各个研究领域的人们给出的定义都有微妙的差异，因而欲想给出一个适合各部门专家的粘土定义是不容易的。一般而言，粘土的定义由2个方面组成：一是其水化特性，二是其颗粒大小及范围。表示粒径大小及范围的定义，可以看作是粘土分级的定义。特定粒径的大小随研究者的不同而有所不同，最大的为20μｍ，其余分别为5、4、3、2和1μｍ。国际上公认的特定粒径为2μｍ，并规定凡粒径小于2μｍ的颗粒含量大于45％者为粘土。我国把粒径为1-5μｍ的粘土矿物颗粒称为粗粘粒，小于1μｍ的称为粘粒；凡粒径小于1μｍ的颗粒含量大于40％者为粘土。一般较通用的术语除粘土外，还有泥、泥岩、页岩、粘土岩。人们习惯地把松散的组合称为“土”，而把坚硬的称作“岩”。考虑到应用上的方便，我国习惯上把松散的具有可塑性的称为“粘土”，把坚硬的无可塑性的称为“粘土岩”。对于沉积岩石学家来说，“土”与“岩”都是岩石学的概念。也可以说，粘土是用水可以和成泥的，粘土岩则是用水泡不软的“石头”。

1.2粘土的物理性质

粘土对混凝土性能的影响更多的是体现在其物理性质上。以下介绍2个粘土的物理性质，这2个性质对混凝土的性能可能会产生较大的影响。

（2）可塑性

是指粘土粉碎后用适量的水调和捏成泥团，在外来作用下可以任意改变其形状而不发生裂纹，除去外力，仍能保持受力时形状的性质。可塑性可以用可塑性指数与可塑性指标来表示。可塑性指数是指粘土的液限含水量与塑限含水量之差。根据可塑性指数的大小，可将粘土分为：a．高可塑性粘土：可塑性指数＞15b．中等可塑性粘土：可塑性指数7-15c．低可塑性粘土：可塑性指数＜7d．非可塑性粘土：可塑性指数＜1可塑性可以反映粘土的吸水能力，可塑性大，吸水能力强，干燥后收缩大，对混凝土的流动性和体积稳定性有较大的影响。粘土中所含矿物如蒙脱石、多水高岭石、水铝英石等可塑性较好，高岭石可塑性次之，伊利石、水云母等可塑性较差。可塑性越好的粘土矿物，对混凝土性能的影响越大。

（2）膨胀性

是指粘土吸水后体积增大的现象。膨胀性可根据膨胀的原因分为内膨胀性与外膨胀性2种。a．内膨胀性内膨胀性是指水进入粘土矿物晶层内部而发生的膨胀现象。b．外膨胀性外膨胀性是水存在于颗粒与颗粒之间而产生的膨胀现象。因为大部分粘土矿物都属于层状硅酸盐，因此，它们的表面积主要是底表面积，也就是说，水主要存在于小薄片与小薄片之间，而使其发生膨胀，这种膨胀性称为外部膨胀性。

2砂含泥量对商品混凝土工作性能的影响

随着含泥量的增加，商品混凝土的初始坍落度愈来愈小，当含泥量达到13%时，商品混凝土拌合物初始坍落度为30mm。这说明，随着含泥量的升高，泥对外加剂及水的吸附越来越大，使得商品混凝土的用水量要加大才能保证要求的流动性。随着含泥量的增高，商品混凝土的保坍性能也越来越差。在试验中发现，当含泥量≥3%时，为了保证初始坍落度能达到180mm，需增加用水量调整，其1h坍落度损失远超过含泥量为1%的商品混凝土。泥土对减水剂的吸附性能比较强，导致吸附于水泥表面的减水剂减少，泥土的比表面积比较大，需水量也比较大，混凝土的性能会因为泥土含量增加而出现下降；另一方面，泥土可以增大和其它颗粒摩擦的程度，所以加大了流动难度。除了泥土对外加剂的吸附能力比较强、吸水率比较高以外，泥土当中的有机物质的比表面积也比较大，对于水和减水剂的吸附性能也比较强，所以砂中含泥量对混凝土的影响也取决于在泥土当中的有机质含量。

3砂含泥量较高时比较好的处理措施

一般情况下，混凝土生产厂家所使用的砂泥含量在2%左右。研究表明，松散型的粘土给混凝土的各种性能带来的影响比较小，而较大的泥团对混凝土性能的影响比较大，所以在生产当中，可以人为的去除砂中的泥团。当混凝土中砂的含泥量比较高的时候：①可以将其用在C20和C20以下的混凝土当中；②在混凝土当中要尽量的少使用对砂的含泥量比较敏感的外加剂；③把砂水洗；④增加外加剂的掺量，但是也会使混凝土产生更大收缩。

结论

（1）粘土是结构复杂、种类繁多、性质各异的一类物质，在自然界中广泛存在。粘土对混凝土性能的影响与其存在形态、矿物种类、物理性质等有密切关系，在谈到含泥量对混凝土性能影响时，应给出相关的说明，笼统地说含泥量对混凝土性能的影响是不够严密的。在测定砂石骨料的含泥量时，建议也测定一下其矿物组成和物理性质，这样可以更好的了解含泥量对混凝土工作性能、力学性能和耐久性能的影响。（2）一般来说，泥土对混凝土的工作性是不利的。随骨料中泥土含量的升高，新拌混凝土的流动性下降；在较低含量时，影响较小，当超出某一范围时，有显著影响；其范围因泥土组分的不同及实验条件的不同而有所不同；当使用减水剂时，随骨料中泥土含量的增加，减水剂的用量增大。（3）混凝土的抗折强度及抗拉强度对含泥量更敏感，即骨料的含泥量对抗折强度及抗拉强度的影响更大，但这方面的研究较少，应引起注意。

参考文献：

［1］孙维林，王铁军，刘庆旺．粘土理化性能［Ｍ］．北京：地质出版社，2016．