一种混凝土中粘土抑制剂掺量的计算方法[0002]混凝土骨料在混凝土中所占的体积率约为70%，是混凝土的重要组成部分，由于其在开采、加工、运输、保存和使用过程的污染，不可避免的会混有粘土。在实际的工程应用中，骨料中的粘土会对掺聚羧酸混凝土的性能产生非常大的影响，粘土过高的砂石料会使聚羧酸减水剂的减水率大幅下降，新拌混凝土的坍落度损失加快，可运输时间大为缩短，几乎无法满足运送、施工及泵送要求。解决粘土对聚羧酸减水剂的影响问题是聚羧酸减水剂进一步推广应用的关键。[0003]专利申请号CN102898061 A提出了一种能有效抑制粘土对聚羧酸减水剂减水效果不利影响的助剂，具体是由丙烯酰胺类单体和含胺烯类单体在引发剂的引发下得到的聚合产物。用此方法生产的助剂加入掺聚羧酸的混凝土中时，助剂能较好的抑制骨料含泥对聚羧酸减水剂的影响，保持较好的工作状态。但此种助剂在实施例中与PC减水剂按1:5混合，然后按照与胶凝材料的固定比例掺加，未考虑到为消除不同含量粘土对混凝土性能引起的负面作用所掺 加的助剂的量也应有所不同；另外不同矿物成分的粘土对混凝土性能引起的负面作用也有所不同，这种掺加方法对此也未加以考虑。因此，这种以胶凝材料总量为依据计算粘土抑制剂掺量的方法，无法根据砂石中含泥量或粘土含量的大小来计算粘土抑制助剂的掺量，也无法根据粘土矿物成分的不同来计算掺量，更无法预测粘土抑制剂掺加多少量后能够达到怎样的效果。
[0004]本发明所要解决的技术问题是为克服现有技术的缺陷，提供一种简便的粘土抑制剂掺量的计算方法，以便于根据骨料中所含粘土矿物的种类和含量而计算粘土抑制剂的掺量，较好的预测粘土抑制剂掺加效果。[0005]为解决这一技术问题，本发明提供了一种混凝土中粘土抑制剂掺量的计算方法，包括如下步骤: O测定配制混凝土所用砂的MBs值和所用碎石的MBe值； 2)计算单方混凝土的骨料亚甲蓝总量ΣMB:
Σ MB= Σ MBs+ Σ MBg= MBs X ms+MBG X mG
式中Σ MBs为砂的亚甲蓝总量、Σ MBeS碎石的亚甲蓝总量、ms为砂的质量、为碎石的质量；
3)根据骨料亚甲蓝总量计算单方混凝土中粘土可交换阳离子总量:
Σ CEC= Σ MBg/(373.9g/mol)
式中单方混凝土中粘土可交换离子总量Σ CEC单位为mol，373.9g/mol为亚甲基蓝(分子式为C16H18ClN3S X 3H20)的分子量；
4)根据骨料亚甲蓝总量或粘土可交换阳离子总量计算单方混凝土中掺入的粘土抑制剂的质量:
方法一: ml= Σ MBXD%
式中ml表不单方混凝土中粘土抑制剂的惨入质量，D%表不粘土抑制剂占骨料亚甲监总量的质量百分比；
方法二:根据粘土可交换阳离子总量摩尔百分比先计算粘土抑制剂单体的摩尔量，再根据其单体分子量计算粘土抑制剂的质量。
[0006]测定配制混凝土所用砂的MBs值的方法包括如下步骤:
1)将试样在烘箱中烘干至恒重，冷却至室温；
2)将试样加入Ca(OH)2饱和溶液中，搅拌形成悬浮液；
3)悬浮液中加入亚甲蓝溶液，记录所加入的亚甲蓝溶液总体积；
4)计算MBs 值:MBS=V/GX 10。
[0007]测定配制混凝土所用碎石的MBe值的方法包括如下步骤:
1)将试样在烘箱中烘干`至恒重，冷却至室温；
2)冷却后准确称取碎石样品4kg，盛入5L容量筒中并加入2LCa(OH)2饱和溶液浸泡2小时；
3)2小时后将碎石分成两份采用公称粒径5.0mm筛进行过滤、并使用滤液反复冲洗碎
石；
4)然后再使用ILCa(OH)2饱和溶液对碎石进行反复冲洗，并将所得滤液合并转移至5L
容量筒；
5)测定消耗的亚甲蓝溶液总体积，并按照MBe=VmlX l%/4kg的公式计算碎石的MBe值。
[0008]有益效果:本发明与传统的依据单方混凝土中胶凝材料总量计算粘土抑制剂的方法相比，计算过程简便，其掺量随骨料中粘土的矿物种类和含量不同而变化，可以有效应对不同骨料的实际情况，并且可根据掺加的粘土抑制剂的种类和掺量的不同来预测掺加后的效果，能够更好的指导粘土抑制剂的应用。

[0009]下面结合实施例对本发明做具体描述。
[0010]本发明提供了一种混凝土中粘土抑制剂掺量的计算方法，包括如下步骤:
O测定配制混凝土所用砂的MBs值和所用碎石的MBe值；
2)计算单方混凝土的骨料亚甲蓝总量ΣMB:
Σ MB= Σ MBs+ Σ MBg= MBs X ms+MBG X mG
式中Σ MBs为砂的亚甲蓝总量、Σ MBeS碎石的亚甲蓝总量、ms为砂的质量、为碎石的质量；
3)根据骨料亚甲蓝总量计算单方混凝土中粘土可交换阳离子总量:
Σ CEC= Σ MBg/(373.9g/mol)
式中单方混凝土中粘土可交换离子总量Σ CEC单位为mol，373.9g/mol为亚甲基蓝(分子式为C16H18ClN3S X 3H20)的分子量；
4)根据骨料亚甲蓝总量或粘土可交换阳离子总量计算单方混凝土中掺入的粘土抑制剂的质量:
方法一: ml= Σ MBXD%
式中ml表不单方混凝土中粘土抑制剂的惨入质量，D%表不粘土抑制剂占骨料亚甲监总量的质量百分比；
方法二:根据粘土可交换阳离子总量摩尔百分比先计算粘土抑制剂单体的摩尔量，再根据其单体分子量计算粘土抑制剂的质量。
[0011]测定配制混凝土所用砂的MBs值的方法包括如下步骤:
1)将试样在烘箱中烘干至恒重，冷却至室温；
2)将试样加入Ca(OH)2饱和溶液中，搅拌形成悬浮液；
3)悬浮液中加入亚甲蓝溶液，记录所加入的亚甲蓝溶液总体积；
4)计算MBs 值:MBS=V/GX 10。
[0012]测定配制混凝土所用碎石的MBe值的方法包括如下步骤:
1)将试样在烘箱中烘干至恒重，冷却至室温； 2)冷却后准确称取碎石样品4kg，盛入5L容量筒中并加入2LCa(OH)2饱和溶液浸泡2小时；
3)2小时后将碎石分成两份采用公称粒径5.0mm筛进行过滤、并使用滤液反复冲洗碎
石；
4)然后再使用ILCa(OH)2饱和溶液对碎石进行反复冲洗，并将所得滤液合并转移至5L
容量筒；
5)测定消耗的亚甲蓝溶液总体积，并按照MBe=VmlX l%/4kg的公式计算碎石的MBe值。
[0013]实施例1:
某C30混凝土原材料单方用量分别为:水泥306kg，矿粉31kg，粉煤灰68kg，中砂816kg, 5 ~31.5mm 碎石 913kg,水 188kg,泵送剂 8.1kg。
[0014]测得中砂MB值为2.5g/kg，碎石MB值为0.7g/kg。
[0015]采用有效成分为50%聚二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)作为粘土抑制剂，掺量为亚甲蓝总量的40%质量比时计算如下:
Σ MB= Σ MBs+ Σ MBg= MBs*ms+MBG*mG=816kg*2.5g/kg+913kg*0.7g/kg=2697.1g
采用纯聚二甲基二烯丙基氯化铵其质量为:
IIi1= Σ MB*D%=2697.lg*40%=1071.64g
采用有效成分为50%的聚二甲基二烯丙基氯化铵时，其溶液质量为m=1071.64/50%=2143.28g
即每立方混凝土中使用2143.28g有效成分含量为50%的聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液。
[0016]实施例2:
某C30混凝土材料单方用量分别为:水泥306kg，矿粉31kg，粉煤灰68kg，中砂816kg，5 ~31.5mm 碎石 913kg,水 188kg,泵送剂 8.1kg。[0017]测得中砂MB值为2.5g/kg，碎石MB值为0.7g/kg。
[0018]采用有效成分为50%聚二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)作为粘土抑制剂，根据单方混凝土中粘土可交换阳离子总量摩尔比100%粘土抑制剂掺量如下:
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%的粘土可交换阳离子总量，则聚二甲基二烯丙基氯化铵的单体摩尔总量为
7.2 Imo I ；
聚二甲基二烯丙基氯化铵的单体分子量为161.67g/mol，则其纯品质量为161.67g/mol*7.21mol=1165.64g，如采用有效成分为50%的聚二甲基二烯丙基氯化铵时，其溶液质量为m=1165.64/50%=2331.28g。
[0019]即每立方混凝土中使用2331.28g有效成分含量为50%的聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液。
[0020]实施例3:
某C30混凝土原材料单方用量分别为:水泥306kg，矿粉31kg，粉煤灰68kg，中砂816kg, 5 ~31.5mm 碎石 913kg,水 188kg,泵送剂 8.1kg。
[0021]测得中砂MB值为2.5g/kg，碎石MB值为0.7g/kg。
[0022]采用有效成分 为50%聚二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)作为粘土抑制剂，掺量以达到其他材料不变，采用MB值为1.4g/kg的砂配制混凝土相同的效果，计算如下:
未使用粘土抑制剂砂的亚甲蓝总量为:
Σ MBsg= MBs*ms=2.5g/kg*816kg=2040g
使用粘土抑制剂后砂的亚甲蓝总量为:
Σ MBsg= MBs*ms=l.4g/kg*816kg=1142.4g
使用粘土抑制剂后粘土可交换阳离子总量变化值为:
Σ CEC= (2040g-l 142.4g)/(373.9g/mol)=2.40mol
采用100%的粘土可交换阳离子总量，则聚二甲基二烯丙基氯化铵的单体摩尔总量为
2.40mol
聚二甲基二烯丙基氯化铵的单体分子量为161.67g/mol，则其纯品质量为161.67g/mol *2.40mol=388g,如采用有效成分为50%的聚二甲基二烯丙基氯化铵时，其溶液质量为m=388/50%=776g。
[0023]本发明与传统的依据单方混凝土中胶凝材料总量计算粘土抑制剂的方法相比，计算过程简便，其掺量随骨料中粘土的矿物种类和含量不同而变化，可以有效应对不同骨料的实际情况，并且可根据掺加的粘土抑制剂的种类和掺量的不同来预测掺加后的效果，能够更好的指导粘土抑制剂的应用。
[0024]本发明上述实施方案，只是举例说明，不是仅有的，所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明包围。