〔摘 要〕外加剂对水泥适应性较复杂。本文论述了水泥生产企业应确保水泥在满足国标的同时,提高其内在组成等指标的稳定性;水泥使用者在选用外加剂时,也应在试验的基础上选用适应性较好的外加剂,以达到预期的目的。
〔关键词〕水泥;外加剂;适应性;措施
〔中图分类号〕TU528. 042 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1009 - 0142(2003) 02 - 0013 - 02
1 影响混凝土外加剂与水泥相容性的主要
因素
1. 1 水泥熟料的矿物成分
不同的熟料矿物对减水剂的吸附相差甚远。水泥对减水剂的吸附形式和吸附产物有着不同的两种观点。一种观点认为减水剂对熟料矿物有选择性吸附,吸附量从大到小的顺序为C3A > C4AF > C3 S > C2 S。另一种观点认为水泥熟料矿物水化速率快的,水化产物比表面积大的,对减水剂有吸附量大,其对减水剂的适应性就差。众所周知,水泥熟料矿物的水化速率由快到慢的顺序依次为:C3A > C4AF > C3 S >C2 S。许多学者的研究也表明,C3A 的吸附量较其它矿物的吸附量大得多。C2 S 的吸附量非常小,有的研究者试验也认为,高C2 S 水泥对高效减水剂的适应性好。
1. 2 混合材品种及掺量
混合材的种类、掺量及其细度等,对减水剂的适应性有影响。由于火山灰质混合材具有较大的内比表面积,吸附量大,一般来说,减水剂对掺矿渣混合材水泥的适应性好,而对掺煤灰质混合材的适应性差。对于掺粉煤灰混合材的水泥,不同品种的粉煤灰,对适应性影响差别较大,优质细粉煤灰,超细粉煤灰中含有球状玻璃体,对减水剂的吸附量小,适应性好。对粗粉煤灰、含碳量高的适应性差。
1. 3 碱含量
碱含量对水泥的流动度有影响,随着碱含量的增加,水泥流动度呈下降趋势。见表1。
1. 4 石膏的品种与掺量
石膏有三种形态: 二水石膏(CaSO4 ·2H2O) 、半水石膏(CaSO4 ·1P2H2O) 、无水石膏(CaSO4 ) 。石膏的不同形态以及各种工业副产石膏的使用,使得外加剂的使用更需谨慎。如减水剂,如果使用不当,就有可能变成了速凝剂。外加剂对不同石膏类型水泥凝结时间的影响见表2。不同石膏在不同减水剂中的溶解量见表3。
同一水泥厂的水泥由于其在温度高、低不同状态下,石膏有可能发生变化,使得外加剂与之的适应性也会发生改变;因此,试验时的温度应与工地一致,要考虑外加剂中是否含有糖钙、木钙。
1. 5 水泥细度及温度
高效减水剂与不同细度水泥的适应性不同,水泥细度增加,外加剂掺量需提高,见表4。
水泥越新鲜,温度越高,其对减水剂的吸附越多,适应性越差。
综上所述,同一品牌、同一等级的水泥,由于生产过程中原材料的变化、生料配合比的调整、工艺条件的改变等,都会导致水泥内在成分及性能指标的变化。因此,即使同品种、同品牌、同等级的水泥在不同时期,对外加剂的适应性也未必一样。
2 水泥生产企业应采取提高水泥与外加剂的适应性措施
为了提高水泥质量,适应ISO 标准的要求,缩小ISO 强度与GB 强度比,水泥生产企业目前采取了一些行之有效的技术措施,如提高熟料中C3 S、C3A 矿物含量,降低生料中铁含量,从而降低C4AF 的含量、提高水泥细度、选择石膏最佳掺量等。但水泥生产企业应提高对稳定水泥质量的重视程度,出厂水泥满足国标是基础、是前提,稳定内在组成也不容忽视。
2. 1 选定熟料合理率值,优化配料方案
熟料率值设计是由生产工艺和生料的易烧性等因素决定的,熟料率值设计是否合理,直接关系到熟料煅烧质量,因而也决定了熟料的矿物组成。
由于各生产企业的生产工艺不尽相同,甚至同一水泥厂的熟料生产工艺也差异较大,应采取有效措施,确保质量稳定。如工源水泥集团下属的本溪水泥厂,既由带余热锅炉的回转窑,又有四级预热窑外分解窑,由于配料方案完全不同,所以,熟料的矿物组成差异很大。该厂为了消除由于熟料矿物组成的不同而导致的水泥组分的差异,采取了将熟料搭配均化后上磨的技术手段,保证了水泥质量的稳定,为混凝土的制备及外加剂掺量的确定创造了条件。
2. 2 稳定混合材品种及掺量
水泥颗粒属连续级配颗粒紧密堆积体,加入两种或两种以上适宜混合材可加强填充效应。混合材无论是单掺还是复掺,混合材本身的质量要稳定,掺入量要均匀,这样,不仅水泥的强度指标稳定,而且为混凝土制备过程中外加剂的掺加创造了条件。特别指出,用作混合材的粉煤灰,最好选用一级灰。
2. 3 降低并稳定水泥中的碱含量
严格控制原燃材料中的碱,保证水泥中碱含量的稳定。
2. 4 稳定石膏种类及掺量
为了降低生产成本,水泥生产企业在石膏的选用上有很大的弹性,二水石膏、半水石膏、无水石膏均有可能不定期使用,同时,为了享受使用工业废渣的国家优惠政策,许多企业都在试验使用工业废渣如磷石膏等工业副产品。因此,生产企业应积极采取措施不仅保证水泥中SO3 含量的稳定,同时要保证不同种类石膏掺入量的均衡。
2. 5 稳定水泥细度
水泥生产企业不论是用筛余还是用比表面积来控制水泥细度,都应稳定水泥磨的生产工艺,不仅要保证水泥细度在一个经济合理的范围内,同时还要保证其有一个合理的颗粒级配。
3 试验室试配实验
试配试验时,试验条件要与工地一致。由于外加剂厂提供的产品本身可能就是复配的结果,因此,再将各种外加剂复配,某种成分就可能超标。另外某些成分是不能混合到一起的,有可能发生化学反应,不仅削弱了它原有的作用,甚至可能出现可怕的后果。
4 结语
不同水泥企业,由于各自装备、工艺条件、技术水平及适应新标准技改措施的不同,即使是同品种、同等级的水泥,其特性也不一样,甚至差异悬殊,因此水泥与外加剂相容性区别很大。外加剂使用企业,应根据水泥的变化进行必要的试验研究工作,并在试验基础上,投入使用。水泥生产企业也应站在更高的角度上,在保证出厂水泥各项指标满足国标的前提下,确保各项指标的稳定,使外加剂更好地适应水泥变化的脚步,为我国的建筑事业作出更大的贡献。
