〔摘 要〕外加劑對水泥適應性較復雜。本文論述了水泥生產企業應確保水泥在滿足國標的同時,提高其內在組成等指標的穩定性;水泥使用者在選用外加劑時,也應在試驗的基礎上選用適應性較好的外加劑,以達到預期的目的。
〔關鍵詞〕水泥;外加劑;適應性;措施
〔中圖分類號〕TU528. 042 〔文獻標識碼〕A 〔文章編號〕1009 - 0142(2003) 02 - 0013 - 02
1 影響混凝土外加劑與水泥相容性的主要
因素
1. 1 水泥熟料的礦物成分
不同的熟料礦物對減水劑的吸附相差甚遠。水泥對減水劑的吸附形式和吸附產物有著不同的兩種觀點。一種觀點認為減水劑對熟料礦物有選擇性吸附,吸附量從大到小的順序為C3A > C4AF > C3 S > C2 S。另一種觀點認為水泥熟料礦物水化速率快的,水化產物比表面積大的,對減水劑有吸附量大,其對減水劑的適應性就差。眾所周知,水泥熟料礦物的水化速率由快到慢的順序依次為:C3A > C4AF > C3 S >C2 S。許多學者的研究也表明,C3A 的吸附量較其它礦物的吸附量大得多。C2 S 的吸附量非常小,有的研究者試驗也認為,高C2 S 水泥對高效減水劑的適應性好。
1. 2 混合材品種及摻量
混合材的種類、摻量及其細度等,對減水劑的適應性有影響。由于火山灰質混合材具有較大的內比表面積,吸附量大,一般來說,減水劑對摻礦渣混合材水泥的適應性好,而對摻煤灰質混合材的適應性差。對于摻粉煤灰混合材的水泥,不同品種的粉煤灰,對適應性影響差別較大,優質細粉煤灰,超細粉煤灰中含有球狀玻璃體,對減水劑的吸附量小,適應性好。對粗粉煤灰、含碳量高的適應性差。
1. 3 堿含量
堿含量對水泥的流動度有影響,隨著堿含量的增加,水泥流動度呈下降趨勢。見表1。
1. 4 石膏的品種與摻量
石膏有三種形態: 二水石膏(CaSO4 ·2H2O) 、半水石膏(CaSO4 ·1P2H2O) 、無水石膏(CaSO4 ) 。石膏的不同形態以及各種工業副產石膏的使用,使得外加劑的使用更需謹慎。如減水劑,如果使用不當,就有可能變成了速凝劑。外加劑對不同石膏類型水泥凝結時間的影響見表2。不同石膏在不同減水劑中的溶解量見表3。
同一水泥廠的水泥由于其在溫度高、低不同狀態下,石膏有可能發生變化,使得外加劑與之的適應性也會發生改變;因此,試驗時的溫度應與工地一致,要考慮外加劑中是否含有糖鈣、木鈣。
1. 5 水泥細度及溫度
高效減水劑與不同細度水泥的適應性不同,水泥細度增加,外加劑摻量需提高,見表4。
水泥越新鮮,溫度越高,其對減水劑的吸附越多,適應性越差。
綜上所述,同一品牌、同一等級的水泥,由于生產過程中原材料的變化、生料配合比的調整、工藝條件的改變等,都會導致水泥內在成分及性能指標的變化。因此,即使同品種、同品牌、同等級的水泥在不同時期,對外加劑的適應性也未必一樣。
2 水泥生產企業應采取提高水泥與外加劑的適應性措施
為了提高水泥質量,適應ISO 標準的要求,縮小ISO 強度與GB 強度比,水泥生產企業目前采取了一些行之有效的技術措施,如提高熟料中C3 S、C3A 礦物含量,降低生料中鐵含量,從而降低C4AF 的含量、提高水泥細度、選擇石膏最佳摻量等。但水泥生產企業應提高對穩定水泥質量的重視程度,出廠水泥滿足國標是基礎、是前提,穩定內在組成也不容忽視。
2. 1 選定熟料合理率值,優化配料方案
熟料率值設計是由生產工藝和生料的易燒性等因素決定的,熟料率值設計是否合理,直接關系到熟料煅燒質量,因而也決定了熟料的礦物組成。
由于各生產企業的生產工藝不盡相同,甚至同一水泥廠的熟料生產工藝也差異較大,應采取有效措施,確保質量穩定。如工源水泥集團下屬的本溪水泥廠,既由帶余熱鍋爐的回轉窯,又有四級預熱窯外分解窯,由于配料方案完全不同,所以,熟料的礦物組成差異很大。該廠為了消除由于熟料礦物組成的不同而導致的水泥組分的差異,采取了將熟料搭配均化后上磨的技術手段,保證了水泥質量的穩定,為混凝土的制備及外加劑摻量的確定創造了條件。
2. 2 穩定混合材品種及摻量
水泥顆粒屬連續級配顆粒緊密堆積體,加入兩種或兩種以上適宜混合材可加強填充效應。混合材無論是單摻還是復摻,混合材本身的質量要穩定,摻入量要均勻,這樣,不僅水泥的強度指標穩定,而且為混凝土制備過程中外加劑的摻加創造了條件。特別指出,用作混合材的粉煤灰,最好選用一級灰。
2. 3 降低并穩定水泥中的堿含量
嚴格控制原燃材料中的堿,保證水泥中堿含量的穩定。
2. 4 穩定石膏種類及摻量
為了降低生產成本,水泥生產企業在石膏的選用上有很大的彈性,二水石膏、半水石膏、無水石膏均有可能不定期使用,同時,為了享受使用工業廢渣的國家優惠政策,許多企業都在試驗使用工業廢渣如磷石膏等工業副產品。因此,生產企業應積極采取措施不僅保證水泥中SO3 含量的穩定,同時要保證不同種類石膏摻入量的均衡。
2. 5 穩定水泥細度
水泥生產企業不論是用篩余還是用比表面積來控制水泥細度,都應穩定水泥磨的生產工藝,不僅要保證水泥細度在一個經濟合理的范圍內,同時還要保證其有一個合理的顆粒級配。
3 試驗室試配實驗
試配試驗時,試驗條件要與工地一致。由于外加劑廠提供的產品本身可能就是復配的結果,因此,再將各種外加劑復配,某種成分就可能超標。另外某些成分是不能混合到一起的,有可能發生化學反應,不僅削弱了它原有的作用,甚至可能出現可怕的后果。
4 結語
不同水泥企業,由于各自裝備、工藝條件、技術水平及適應新標準技改措施的不同,即使是同品種、同等級的水泥,其特性也不一樣,甚至差異懸殊,因此水泥與外加劑相容性區別很大。外加劑使用企業,應根據水泥的變化進行必要的試驗研究工作,并在試驗基礎上,投入使用。水泥生產企業也應站在更高的角度上,在保證出廠水泥各項指標滿足國標的前提下,確保各項指標的穩定,使外加劑更好地適應水泥變化的腳步,為我國的建筑事業作出更大的貢獻。
