水泥廠應(yīng)向預(yù)拌混凝土站提供什么樣的水泥

　　一、預(yù)拌混凝土需要什么樣的水泥

　　預(yù)拌混凝土與傳統(tǒng)的現(xiàn)場攪拌制作混凝土有許多不同點(diǎn)。筆者從事水泥生產(chǎn)40年．又在混凝土攪拌站工作3年左右．據(jù)我所知，混凝土攪拌站如使用水泥不當(dāng)或水泥本身存在某種品質(zhì)缺陷時(shí)．就可能出現(xiàn)如下問題：(1)混凝土強(qiáng)度迭不到設(shè)計(jì)要求；(2)在混凝土制作和使用時(shí)，水泥與外加劑適應(yīng)性問題突出，或流動(dòng)性能差，或坍落度損失大．致使施T時(shí)流動(dòng)性能差或凝結(jié)過快．無法施工，有時(shí)甚至在運(yùn)輸途中發(fā)生凝固；(3)混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形、裂紋；(4)混凝土上程外觀顏色不一．影響美觀。

　　上述問題的存在，影響了混凝土的施工性能和工程質(zhì)量，當(dāng)然混凝士出現(xiàn)問題是多種因素造成的，不能全歸罪于水泥，但在混凝土組成材料中，水泥作為主要的膠凝材料．其生產(chǎn)工藝、品質(zhì)指標(biāo)，必然會對混凝上的性能起重要的影響．特別是預(yù)拌混凝土的制作和供應(yīng)．與傳統(tǒng)的現(xiàn)場攪拌方法相比較，有其特殊的技術(shù)要求，有人提出應(yīng)將“用來制備預(yù)拌混凝十的水泥分類為專用水泥”．筆者認(rèn)為，充分關(guān)注混凝土攪拌站的需求．生產(chǎn)和提供“與預(yù)拌混凝土相匹配的水泥”是當(dāng)務(wù)之急。我們認(rèn)為該種水泥起碼應(yīng)滿足如下一些要求：(1)水泥各項(xiàng)技術(shù)’性能必須滿足現(xiàn)行國家標(biāo)淮要求外，特別應(yīng)保持產(chǎn)品的勻質(zhì)性和穩(wěn)定性．化學(xué)成分、細(xì)度、各齡期強(qiáng)度等級、凝結(jié)時(shí)間、標(biāo)準(zhǔn)稠需水量等指標(biāo)不能有較大波動(dòng)，特別是強(qiáng)度值不能大起大落；(2)在配制混凝土?xí)r需水量要?。鲃?dòng)性要好，與外加劑有較好的適應(yīng)性；(3)水泥粉磨時(shí)不僅要控制制細(xì)度(比表面積)，而且要臺理控制水泥顆粒級配和顆粒形狀；(4)水泥混合材品種的匹配、摻人量要科學(xué)、合理；重視石膏品種的選擇；(5)重視出廠水泥溫度的控制；(6)在混凝十有特殊要求時(shí)，應(yīng)提供專用的水泥，如有低堿要求時(shí)應(yīng)提供低堿水泥；有低熱要求時(shí)，要應(yīng)用水化熱侶的水泥(如：中熱水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥)。

　　二、滿足預(yù)拌混凝土站使用的水泥應(yīng)有的性能

　　1、應(yīng)將水泥的勻質(zhì)性與穩(wěn)定性放在第一位．確保出廠水泥的穩(wěn)定。

　　目前，新型干法同轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)高強(qiáng)度水泥已不再困難，也不再是制備高等級混凝士的制約因素。 

　　水泥強(qiáng)度的大幅度波動(dòng)，無疑會嚴(yán)重影響混凝土強(qiáng)度等級的被動(dòng)，混凝土設(shè)計(jì)(配制)時(shí)使用的Bolomy公式表明，混凝土28天抗壓強(qiáng)度與水泥實(shí)際強(qiáng)度是成正比的．因此關(guān)鍵在于水泥廠提供的實(shí)物強(qiáng)度必須要穩(wěn)定，否則就會引起混凝土強(qiáng)度大幅波動(dòng)。

　　目前水泥廠生產(chǎn)高質(zhì)量熟料的技術(shù)已比較成熟，而保持水泥勻質(zhì)性和穩(wěn)定性則主要在于保證進(jìn)廠原燃材料的穩(wěn)定、生產(chǎn)過程的穩(wěn)定、有效的均化措施、合理儲存量、出廠水泥嚴(yán)格控制。對于勻質(zhì)性問題，一般來說立窯廠比旋窯廠差．大型窯、大型磨的產(chǎn)品勻質(zhì)性、穩(wěn)定性好．但不能忽視的是．有些廠的同一品種、同一強(qiáng)度等級的不同批次水泥，其技術(shù)指標(biāo)，如強(qiáng)度、顏色、需水量波動(dòng)較大，而與外加劑適應(yīng)性上波動(dòng)更為突出．究其原因．是在工廠生產(chǎn)、設(shè)備、質(zhì)量管理方面存在不穩(wěn)定因素．水泥廠應(yīng)立足于自身進(jìn)行改進(jìn)。還應(yīng)提倡水泥廠與攪拌站加強(qiáng)溝通．當(dāng)水泥廠生產(chǎn)條件發(fā)生變化時(shí)．應(yīng)主動(dòng)告知用戶，以采取適當(dāng)?shù)姆婪洞胧?

　　2、從水泥生產(chǎn)角度出發(fā)．努力解決外加劑和水泥適應(yīng)性問題。

　　混凝土外加劑與水泥不相適應(yīng)的情況．是工程施工經(jīng)常困擾我們的重要問題。它涉及到水泥、混凝土、化工等行業(yè)。如果外加劑與水泥沒有良好的適應(yīng)性，混凝土攪拌站是無法正常作業(yè)的。解決它們之間適應(yīng)性的問題是雙向互動(dòng)的問題，首先需要外加劑及水泥生產(chǎn)研發(fā)部門重視起來，加強(qiáng)互相交流協(xié)作。

　　在適應(yīng)性的問題上．水泥的影響因素很多．一般認(rèn)為：水泥熟料的礦物組成、水泥細(xì)度(比表面積)和顆粒級配、石膏的種類和摻量、混合材種類和摻量、水泥溫度和水泥的陳放時(shí)間等因素都會影響水泥適應(yīng)性。

　　(1)、水泥熟料成分的影響。不少學(xué)者針對水泥熟料中的C3S、C2S、C3A、C4AF外加劑的吸附性和吸附量進(jìn)行了研究．發(fā)現(xiàn)C3A對外加劑的吸附量遠(yuǎn)高于其他礦物組成，其排序?yàn)椋篊3A>C4AF>C3s≥C2S，這是由于C3A水化速度最快，對減水劑的吸州量最大。還可明顯看到C3A含量高的水泥，其標(biāo)雄稠度加水量上升(有人作了定量研究，當(dāng)C3A上于}1％．其標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量也增加1％，而混凝土用水量也相應(yīng)提高6—7kg／m3)，因此我們希望熟料中能C,A要少一些。

　　(2)、石膏的種類及摻量。不同品種和形態(tài)的石膏由于其溶解速度和溶解度不同、雜質(zhì)含量的不同．在很大程度上影響外加劑使用效果，摻不同形態(tài)石膏的水泥在預(yù)拌混凝土中使用后，其效果是大相徑庭的。韓越、何廷樹等人在研究了“不同石膏種類及摻量對高效減水劑——緩凝劑——水泥三元體系的輔助塑化效應(yīng)的影響”后指出：“當(dāng)奈系高效減水劑摻量為1％的條件下，摻用二水石膏時(shí)．5種緩凝劑(三聚磷酸鈉、葡萄糖酸鈉、檸檬酸白糖、六偏磷酸鈉)水泥凈漿流動(dòng)度的絕對值最大．流動(dòng)度的經(jīng)時(shí)損失最小，所以采用二水石膏作為熟料的調(diào)凝劑是最佳選擇”．而“在所用的3種石膏(半水石膏、二水石膏、無水石膏)中，硬石膏與減水劑相容性最差”。因此我們必須明確認(rèn)識到：按現(xiàn)行水泥標(biāo)準(zhǔn)作檢驗(yàn)時(shí)，雖然不同品種、形態(tài)的石膏作緩凝劑都可能是適宜的．但在預(yù)拌海凝土中由于摻人了外加劑，情況發(fā)生了變化，會發(fā)生水泥與外加劑不適應(yīng)的情況。

　　此外．磷石膏、氟石膏等工業(yè)副產(chǎn)品由于其雜質(zhì)及含量波動(dòng)也會影響水泥和外加劑的適應(yīng)性。

　　筆者曾在實(shí)際工作中經(jīng)歷過如下3種情況，應(yīng)特別引起水泥廠家注意：a●曾在2004年10月發(fā)現(xiàn)一直在使用的適應(yīng)性良好的某廠水泥，某日混凝±發(fā)生急凝．追究其原因是使用了工業(yè)副產(chǎn)品磷石膏所致；b)2005年某廠水泥在一攪拌站使用時(shí)，發(fā)生未到目的地就發(fā)生凝固，經(jīng)查成分并無差異，也用二水石膏，但后經(jīng)檢驗(yàn)該石膏其SO3雖在35％左右，但結(jié)晶水只有4％．實(shí)際上該石膏是硬石膏與二水石膏的混生物．由于仍然存在溶解速度的問題，致使發(fā)生不適應(yīng)狀況；c)水泥廠在粉磨水泥時(shí)使用了優(yōu)質(zhì)二水石膏，但如不控制好磨內(nèi)溫度，仍可能因溫升過高．造成石膏脫水．工程使用時(shí)也發(fā)生急凝、假凝現(xiàn)象。

　　(3)、粉磨細(xì)度(比表面積)及顆粒級配和顆粒形狀。水泥細(xì)度問題是混凝土界和水泥界分歧最大的問題之一。為了最大限度地發(fā)揮熟料潛能，目前多數(shù)水泥企業(yè)十分注重粉磨細(xì)度，一般來說水泥磨得越細(xì)(比表面積越高)，細(xì)顆粒越多，水泥水化越快，有利于強(qiáng)度的發(fā)展。在混凝士界則認(rèn)為，越細(xì)的水泥需水最越大．與外加劑相容性越差，水化熱越大，開裂敏感性越大。

　　此外．不少研究結(jié)果指出，水泥的顆粒形狀對外加劑的適應(yīng)性起明顯影響．水泥顆粒越接近球形．其比表面積越小，外加劑塑化效果就越好，輥壓機(jī)作終粉磨時(shí)，水泥顆粒形狀復(fù)雜，需水量偏高。

　　(4)、混合材的品種和摻入量。聲威公司技術(shù)中心曾對不同混合材(礦渣、粉煤灰、石灰石)以不同比例與熟料共同粉磨制得水泥后，進(jìn)行了水泥與外加劑適應(yīng)性的研究，結(jié)果表明．加入混合材后能改善水泥與外加劑的適應(yīng)性，而摻用不劇種類的混合材、不同組合的水泥時(shí)則對外加劑適應(yīng)性會產(chǎn)生不同的效果。

　　在磨制好的純水泥中摻入礦渣粉、粉煤灰、石灰石等混合材是有利于改善漿體流動(dòng)性能的，即改善水泥適應(yīng)性．而雙摻效果較單摻好。此次試驗(yàn)情況表明．對改善水泥適應(yīng)性的排序是：石灰石>礦渣(430m2／kg)>礦渣(380m2／kg)>粉煤灰(二級灰)>粉煤灰(經(jīng)60分鐘粉磨比表面積為550m2&g)。該結(jié)論可作為生產(chǎn)時(shí)選擇混合材種類、復(fù)摻組合的參考。

　　由于摻不同種類的混合材的水泥對外加劑吸附能力不同，從而產(chǎn)生了不同效果，從我們的經(jīng)驗(yàn)看．礦渣對萘系減水劑適應(yīng)性優(yōu)于摻煤矸石的水泥．主要表現(xiàn)為流動(dòng)性差、坍落度經(jīng)時(shí)損失大，當(dāng)摻礦渣過多時(shí)易產(chǎn)生泌水。而摻不同品種形態(tài)粉煤灰時(shí)水泥與外加劑適應(yīng)性差異較大，使用優(yōu)質(zhì)粉煤灰(含碳量<5％)時(shí)的塑化效果好，而使用粗粉煤灰、含碳量高(>5％)的粉煤灰時(shí)塑化效果差。應(yīng)提倡在水泥生產(chǎn)中復(fù)摻混合材．而磨細(xì)石灰石粉最有利于改善適應(yīng)性。

　?。?）、水泥中含堿量。某公司將生產(chǎn)數(shù)據(jù)中的堿含量與適應(yīng)性好壞進(jìn)行排隊(duì)后發(fā)現(xiàn)，對外加劑適應(yīng)性較好的水泥堿含量均較低，而適應(yīng)性較差的水泥堿含量相對較高，堿含量越低對水泥的適應(yīng)性越有利。所以控制較低且較穩(wěn)定的堿含量，對提高水泥的適應(yīng)性是有意義的。

　?。?）、水泥溫度及存放時(shí)間。水泥溫度過高，其不良后果有二：一是可能造成石膏脫水(一般認(rèn)為二水石膏在超過1350c時(shí)將失去結(jié)晶水，變?yōu)榘胨?；其二是，即使右膏未脫水，由于較高溫度下的水泥水化速度較快。

　　水泥廠為了加快周轉(zhuǎn)，希望水泥盡快出廠，而混凝土界從經(jīng)驗(yàn)中得知，“新鮮水泥”會影響外加劑的塑化效果．反而希望使用陳放一段時(shí)間后的水泥。事實(shí)上出粉磨設(shè)備時(shí)間，間隔越短，由于水泥粉磨時(shí)產(chǎn)生電荷。顆粒問吸附、凝聚的能力較強(qiáng)．因而致使適應(yīng)性變差。

　　3、水泥廠家應(yīng)充分關(guān)注混凝土攪拌站的預(yù)拌混凝土工作性能及工程質(zhì)量．及時(shí)解決所出現(xiàn)的問題．提供適應(yīng)用戶“個(gè)性”要求的產(chǎn)品。

　　(1)、低堿要求：某些丁程對使用水泥提出了低堿要求．水泥廠家應(yīng)更改原料(采用低堿硅石或砂巖代替黏土)，改變窯磨工藝操作參數(shù)，按標(biāo)準(zhǔn)要求生產(chǎn)Na20<0.6％的水泥。

　　(2)、低水化熱水泥：2005年某攪拌站接受弧洲最大的32mx22m×118m、超厚墻體3．2m厚，γ射線輻射能最為15MV防輻射混凝上結(jié)構(gòu)的預(yù)拌混凝土的供應(yīng)．需低熱礦渣水泥，但當(dāng)時(shí)在陜西省暫無此資源．而工程急需開工，經(jīng)認(rèn)真選擇，某水泥廠提供了低C3A含量(熟料中<6％)的PC32．5R水泥．經(jīng)試驗(yàn)其水化熱符合要求、配制混凝土收縮率低．與減水劑適應(yīng)性好，混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求．經(jīng)專家論證后在工程中使用，效果良好，最可喜的是在施工階段有效地控制了可見裂縫。

　　(3)、防止產(chǎn)生變形裂縫：在實(shí)際工程中混凝土產(chǎn)生裂縫是多種原因．而非單一因素所導(dǎo)致。而混凝土產(chǎn)生變形裂縫的原因．諸多與水泥直接有關(guān)。因此水泥廠應(yīng)適應(yīng)預(yù)拌混凝土的需要，從礦物組成、細(xì)度、混合材、石膏、堿含量和水泥品種等方面進(jìn)行優(yōu)化。水化速度快、水化熱高且釋放快、需水量大等均影響混凝土的開裂，應(yīng)隨實(shí)際需要適度更改化學(xué)成分、粉磨細(xì)度、石膏、混合材品種和摻人量，只有雙方緊密合作，裂縫問題還是有望緩解和解決的。