高性能混凝土對(duì)水泥品質(zhì)特征的要求
2008-06-05 00:00
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高性能混凝土對(duì)水泥品質(zhì)特征的要求
高性能混凝土的研究和應(yīng)用提升了我國(guó)混凝土技術(shù)的總體水平，帶動(dòng)了優(yōu)質(zhì)礦物摻合料和外加劑的綜合研發(fā)利用。近年來，功能型、復(fù)合型高性能摻合料的研發(fā)以及減水率在30％以上、保塑性較好的聚羧酸類減水劑的研制，為高性能混凝土的應(yīng)用發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。混凝土技術(shù)的發(fā)展，對(duì)水泥品質(zhì)特征提出了新的要求。如何生產(chǎn)出適合高性能混凝土用的水泥，是水泥企業(yè)值得關(guān)注的問題。筆者作為水泥的最大用戶— — 預(yù)拌混凝土企業(yè)，對(duì)目前杭州地 區(qū)所用水泥品質(zhì)存在的問題提出一些看法和建議。
1 杭州地區(qū)水泥品質(zhì)現(xiàn)狀 水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量過大， 多數(shù)廠的水泥在27%以上，個(gè)別達(dá)29.5% ；其次是出廠水泥溫度過高，90℃以上的不在少數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量和出廠水泥溫度控制指標(biāo)在水泥標(biāo)準(zhǔn)中并沒有明確的要求，但標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量過大和出廠水泥溫度過高對(duì)混凝土所產(chǎn)生的影響是很大的，比較直觀的是配制混凝土?xí)r與外加劑適應(yīng)性差、混凝土單方用水量提高、強(qiáng)度降低。 2 試驗(yàn)及分析 2．1 水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的影響 2．1．1 不摻外加劑時(shí)水泥性能試驗(yàn) 對(duì)4個(gè)水泥廠生產(chǎn)的P·042.5水泥，分別采用固定用水量法(GB／T17671-1999)和調(diào)整用水量法(固定膠砂流動(dòng)度)對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果見表1。 從表1可見，水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量差異較大，在24.3%～27.2%221N，用水量最大相差達(dá)11.9%。水泥膠砂強(qiáng)度采用固定用水量法試驗(yàn)時(shí)，膠砂流動(dòng)度在154～170ram之間，流動(dòng)度最大相差9.4%；若水泥按混凝土要求采用等流動(dòng)度(180mm_+5mm)的膠砂制作試件，水泥強(qiáng)度下降明顯(其中B水泥下降幅度最大)。由此，我們認(rèn)為水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量直接影響?昆凝土單位用水量，從而影響其強(qiáng)度。
2．1．2 水泥對(duì)外加劑適應(yīng)性試驗(yàn)
1)不同廠家水泥摻外加劑適應(yīng)性試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。表2表明，當(dāng)砂漿流動(dòng)度為180mm_+5mm時(shí)，不摻外加劑單方用水量在234～242ml，最大相差3.4% ；摻用外加劑單方用水量在186～20lml，最大相差8.1%；減水率波動(dòng)在16.9%～20.5%。
外加劑對(duì)水泥凈漿的分散性能差異更大，凈漿流動(dòng)度在90～197ram之間。
2)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量大的B水泥和標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量小的D水泥，選用4種相同質(zhì)量檔次、不同廠家的外加劑進(jìn)行不同摻量的凈漿流動(dòng)度保留值試驗(yàn)，結(jié)果分別見表3和表4。
表3表明，B水泥對(duì)外加劑的適應(yīng)性差，初始凈漿流動(dòng)度小，且凈漿流動(dòng)度損失較大。摻量1.6%時(shí)，60min凈漿流動(dòng)度損失率平均為31.9% ，最高達(dá)42.0% ；摻量1.8%時(shí)，60min凈漿流動(dòng)度損失率平均為39.0%，最高達(dá)49.6% ；摻量2.0%時(shí)，60min凈漿流
動(dòng)度損失率平均為52.6% ，最高達(dá)62.7%。
從表3還可以看出，通過調(diào)整外加劑的摻量，初始流動(dòng)度雖有所增大，但60rain凈漿流動(dòng)度損失仍達(dá)到44.8%-62.7%。說明對(duì)外加劑適應(yīng)性不好的水泥，若采用同一檔次不同廠家的外加劑還是不能解決適應(yīng)性問題。
從表4看出，D水泥與外加劑適應(yīng)性較好。摻量1.6%時(shí)，60min凈漿流動(dòng)度損失率平均值非常低，僅為6.0%；摻量1.8%時(shí)，60rain凈漿流動(dòng)度損失率平均值只有4.1% ，最高損失率也只有9.6%；摻量2.0%時(shí)，60rain凈漿流動(dòng)度損失率平均值為5.54%。D水泥的初始凈漿流動(dòng)度是B水泥的1.46～2.42倍，且凈漿流動(dòng)度損失小，60rain流動(dòng)度損失最大也只有14.6% ，與B水泥的凈漿流動(dòng)度損失最高達(dá)到62.7%形成了鮮明的對(duì)比。
3)在相同水泥用量和保持同坍落度的情況下，B水泥與D水泥配制的混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)情況見表5
表5中D水泥比B水泥單方用水量少10-15kg，28d／7d強(qiáng)度增長(zhǎng)率D水泥平均為61.0%，B水泥平均為50.8%；設(shè)計(jì)強(qiáng)度達(dá)到率D水泥平均為125% ，B水泥平均為111%。
2．2 水泥溫度的影響 不同溫度的水泥固定流動(dòng)度時(shí)膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果見表6。
從表6可以看出，水泥溫度對(duì)單位用水量及膠砂強(qiáng)度有較大的影響。與水泥溫度22 相比，當(dāng)水泥溫度為37℃ ，用水量增加1.5%時(shí)，28d抗壓強(qiáng)度降低6.4%，抗折強(qiáng)度降低1.2%；當(dāng)水泥溫度為57℃ ，用水量增加3.0%時(shí)，28d抗壓強(qiáng)度降低10% ，抗折強(qiáng)度降低3.4% 。
3 提高水泥品質(zhì)特性的幾點(diǎn)建議 3．1 從標(biāo)準(zhǔn)源頭提出水泥性能的要求 預(yù)拌混凝土企業(yè)主要使用普通硅酸鹽水泥與硅酸鹽水泥。水泥品質(zhì)性能的好壞，必須從水泥在混凝土中的使用性能和應(yīng)用效果兩方面來衡量，水泥標(biāo)準(zhǔn)也要有一個(gè)“觀念”的轉(zhuǎn)換。混凝土技術(shù)向高性能發(fā)展，需要水泥具有適應(yīng)混凝土高性能要求的品質(zhì)特征，以減少混凝土的單位用水量。建議普通硅酸鹽水泥與硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)增加以下指標(biāo)以適應(yīng)預(yù)拌混凝土企業(yè)使用要求： 1)應(yīng)有水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量指標(biāo)(≤26.0%)。考慮水泥熟料在比表面積350m2／kg時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量在24%～25%，即使普通硅酸鹽水泥允許有不超過15%的混合材摻入．也必須嚴(yán)格控制水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量≤26.0%。 2)提出水泥和外加劑相容性要求。目前，我們對(duì)水泥廠提出，按推薦摻量摻減水劑后水泥凈漿流動(dòng)度≥180mm，以滿足使用要求。 3)要有出廠水泥溫度控制要求(≤65℃)。若不重視以上3方面的性能要求，水泥生產(chǎn)過程 中的一些表觀通病也難以改進(jìn)。如：國(guó)標(biāo)規(guī)定，普通硅酸鹽水泥中混合材料摻量不得超過15%，但實(shí)際較多的水泥廠家和粉磨站，其混合材料的種類和摻量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；有些粉磨站將從不同水泥廠采購(gòu)的熟料混儲(chǔ)，致使同一廠家、同一等級(jí)的水泥礦物組分差異很大，對(duì)燒制質(zhì)量差的熟料往往以提高粉磨細(xì)度來滿足早期強(qiáng)度要求，造成28d強(qiáng)度增長(zhǎng)率低；在混合材料上，不同電廠排放的粉煤灰混儲(chǔ)，也未按國(guó)標(biāo)要求按批進(jìn)行粉煤灰的質(zhì)量控制，一些燒失量高的粉煤灰照用不誤，其他混合材料五花八門等。混合材料種類及摻量對(duì)水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、水泥與外加劑的相容性及配制混凝土?xí)r的需水量影響很大，也直接決定了配制混凝土的施工性能和耐久性能。
3．2 加強(qiáng)水泥與混凝土兩大行業(yè)間技術(shù)交流和溝通 目前，大多數(shù)水泥生產(chǎn)廠家對(duì)混凝土技術(shù)的發(fā)展和對(duì)水泥的高性能化認(rèn)識(shí)還不全面，這主要是水泥、混凝土分屬兩個(gè)行業(yè)?；炷良夹g(shù)人員在水泥應(yīng)用中注重的技術(shù)關(guān)鍵，水泥行業(yè)的技術(shù)人員不了解也不理解，往往認(rèn)為生產(chǎn)的水泥只要符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)就行了。水泥的一些品質(zhì)特征也因國(guó)標(biāo)的局限，未引起水泥技術(shù)人員的重視和關(guān)注。 |
| 原作者： 浙江華威建材有限公司 周 群 周堂貴 |
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