高性能混凝土對水泥品質特征的要求
2008-06-05 00:00
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高性能混凝土對水泥品質特征的要求
高性能混凝土的研究和應用提升了我國混凝土技術的總體水平，帶動了優(yōu)質礦物摻合料和外加劑的綜合研發(fā)利用。近年來，功能型、復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用發(fā)展提供了強有力的技術支持?；炷良夹g的發(fā)展，對水泥品質特征提出了新的要求。如何生產出適合高性能混凝土用的水泥，是水泥企業(yè)值得關注的問題。筆者作為水泥的最大用戶— — 預拌混凝土企業(yè)，對目前杭州地 區(qū)所用水泥品質存在的問題提出一些看法和建議。
1 杭州地區(qū)水泥品質現(xiàn)狀 水泥標準稠度用水量過大， 多數(shù)廠的水泥在27%以上，個別達29.5% ；其次是出廠水泥溫度過高，90℃以上的不在少數(shù)。標準稠度用水量和出廠水泥溫度控制指標在水泥標準中并沒有明確的要求，但標準稠度用水量過大和出廠水泥溫度過高對混凝土所產生的影響是很大的，比較直觀的是配制混凝土時與外加劑適應性差、混凝土單方用水量提高、強度降低。 2 試驗及分析 2．1 水泥標準稠度用水量的影響 2．1．1 不摻外加劑時水泥性能試驗 對4個水泥廠生產的P·042.5水泥，分別采用固定用水量法(GB／T17671-1999)和調整用水量法(固定膠砂流動度)對比試驗，結果見表1。 從表1可見，水泥的標準稠度用水量差異較大，在24.3%～27.2%221N，用水量最大相差達11.9%。水泥膠砂強度采用固定用水量法試驗時，膠砂流動度在154～170ram之間，流動度最大相差9.4%；若水泥按混凝土要求采用等流動度(180mm_+5mm)的膠砂制作試件，水泥強度下降明顯(其中B水泥下降幅度最大)。由此，我們認為水泥標準稠度用水量直接影響?昆凝土單位用水量，從而影響其強度。
2．1．2 水泥對外加劑適應性試驗
1)不同廠家水泥摻外加劑適應性試驗結果如表2所示。表2表明，當砂漿流動度為180mm_+5mm時，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%；減水率波動在16.9%～20.5%。
外加劑對水泥凈漿的分散性能差異更大，凈漿流動度在90～197ram之間。
2)對標準稠度用水量大的B水泥和標準稠度用水量小的D水泥，選用4種相同質量檔次、不同廠家的外加劑進行不同摻量的凈漿流動度保留值試驗，結果分別見表3和表4。
表3表明，B水泥對外加劑的適應性差，初始凈漿流動度小，且凈漿流動度損失較大。摻量1.6%時，60min凈漿流動度損失率平均為31.9% ，最高達42.0% ；摻量1.8%時，60min凈漿流動度損失率平均為39.0%，最高達49.6% ；摻量2.0%時，60min凈漿流
動度損失率平均為52.6% ，最高達62.7%。
從表3還可以看出，通過調整外加劑的摻量，初始流動度雖有所增大，但60rain凈漿流動度損失仍達到44.8%-62.7%。說明對外加劑適應性不好的水泥，若采用同一檔次不同廠家的外加劑還是不能解決適應性問題。
從表4看出，D水泥與外加劑適應性較好。摻量1.6%時，60min凈漿流動度損失率平均值非常低，僅為6.0%；摻量1.8%時，60rain凈漿流動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，60rain凈漿流動度損失率平均值為5.54%。D水泥的初始凈漿流動度是B水泥的1.46～2.42倍，且凈漿流動度損失小，60rain流動度損失最大也只有14.6% ，與B水泥的凈漿流動度損失最高達到62.7%形成了鮮明的對比。
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度增長情況見表5
表5中D水泥比B水泥單方用水量少10-15kg，28d／7d強度增長率D水泥平均為61.0%，B水泥平均為50.8%；設計強度達到率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度時膠砂強度試驗結果見表6。
從表6可以看出，水泥溫度對單位用水量及膠砂強度有較大的影響。與水泥溫度22 相比，當水泥溫度為37℃ ，用水量增加1.5%時，28d抗壓強度降低6.4%，抗折強度降低1.2%；當水泥溫度為57℃ ，用水量增加3.0%時，28d抗壓強度降低10% ，抗折強度降低3.4% 。
3 提高水泥品質特性的幾點建議 3．1 從標準源頭提出水泥性能的要求 預拌混凝土企業(yè)主要使用普通硅酸鹽水泥與硅酸鹽水泥。水泥品質性能的好壞，必須從水泥在混凝土中的使用性能和應用效果兩方面來衡量，水泥標準也要有一個“觀念”的轉換?；炷良夹g向高性能發(fā)展，需要水泥具有適應混凝土高性能要求的品質特征，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準中應增加以下指標以適應預拌混凝土企業(yè)使用要求： 1)應有水泥標準稠度用水量指標(≤26.0%)。考慮水泥熟料在比表面積350m2／kg時，標準稠度用水量在24%～25%，即使普通硅酸鹽水泥允許有不超過15%的混合材摻入．也必須嚴格控制水泥的標準稠度用水量≤26.0%。 2)提出水泥和外加劑相容性要求。目前，我們對水泥廠提出，按推薦摻量摻減水劑后水泥凈漿流動度≥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，水泥生產過程 中的一些表觀通病也難以改進。如：國標規(guī)定，普通硅酸鹽水泥中混合材料摻量不得超過15%，但實際較多的水泥廠家和粉磨站，其混合材料的種類和摻量遠遠超過國家標準規(guī)定；有些粉磨站將從不同水泥廠采購的熟料混儲，致使同一廠家、同一等級的水泥礦物組分差異很大，對燒制質量差的熟料往往以提高粉磨細度來滿足早期強度要求，造成28d強度增長率低；在混合材料上，不同電廠排放的粉煤灰混儲，也未按國標要求按批進行粉煤灰的質量控制，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?；旌喜牧戏N類及摻量對水泥的標準稠度用水量、水泥與外加劑的相容性及配制混凝土時的需水量影響很大，也直接決定了配制混凝土的施工性能和耐久性能。
3．2 加強水泥與混凝土兩大行業(yè)間技術交流和溝通 目前，大多數(shù)水泥生產廠家對混凝土技術的發(fā)展和對水泥的高性能化認識還不全面，這主要是水泥、混凝土分屬兩個行業(yè)?；炷良夹g人員在水泥應用中注重的技術關鍵，水泥行業(yè)的技術人員不了解也不理解，往往認為生產的水泥只要符合國家標準就行了。水泥的一些品質特征也因國標的局限，未引起水泥技術人員的重視和關注。 |
| 原作者： 浙江華威建材有限公司 周 群 周堂貴 |
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