影響標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的因素

1、影響水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的因素探討 2004-2-14 作者：余柏新 0 引言    水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的高低對(duì)混凝土的性能影響很大。如果水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量大，為確?；炷恋氖┕ば阅芏哟笥盟浚瑒t會(huì)降低混凝土強(qiáng)度，增加混凝土干縮產(chǎn)生裂紋的可能性，降低混凝土的抗?jié)B性和耐久性。因此，要配制高性能混凝土，不僅要求水泥的強(qiáng)度要高，同時(shí)也要求水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量要低，水泥與減水劑的相容性要好。本文就影響水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的因素和降低標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的措施進(jìn)行探討。1 熟料的影響11 熟料率值及礦物組成的影響    根據(jù)資料介

2、紹，熟料中4種主要礦物的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量由大到小的順序是：C3A、C4AF、C3S、C2S。筆者就同一立窯廠(chǎng)熟料的率值及礦物組成與熟料的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，見(jiàn)表l。    從表1可以看出，編號(hào)A的熟料的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量最低，最理想。其礦物組成的特點(diǎn)是硅酸鹽礦物(C3S+C2S)含量高，C3A含量低。    編號(hào)A和B的熟料的KH及n基本相同，其硅酸鹽礦物(C3S+C2S)基本一樣，而且編號(hào)B的C2S比編號(hào)A略高，但由于B的P比A高，其C3A的含量也高(超過(guò)10)，導(dǎo)致B的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量比A高16。C、D編號(hào)的熟料的

3、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量較低。其硅酸鹽礦物的含量雖不及A、B編號(hào)的熟料高，但因其C3A的含量較低，故其標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量比A略高，但比B卻低14。    編號(hào)E的熟料，其n與C基本相同，但其P較高，C3A的含量比C高19，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量高O8。    編號(hào)F的熟料n低、P高，硅酸鹽礦物含量較低，而C3A的含量高，故其標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量最高。    據(jù)用戶(hù)反映：用A、C、D熟料磨制的水泥各方面的性能較好，用D、F熟料磨制的水泥的施工性能不理想。配制相同強(qiáng)度的混凝土，要達(dá)到相同的塌落度，每立方米混

4、凝土的用水量比較，用B熟料磨制的水泥比用A、C、D熟料磨制的水泥(水泥的品種和強(qiáng)度等級(jí)相同)要多用約6kg水，而F熟料磨制的水泥要多用約10kg水，由于用水量增加，為確保混凝土的強(qiáng)度，水泥的用量也要相應(yīng)增加，加重了混凝土的生產(chǎn)成本。B、F熟料磨制的水泥配制的混凝土的塌落度經(jīng)時(shí)損失大，與減水劑的相容性差，水泥和水的用量大，混凝土的干縮現(xiàn)象增加，抗?jié)B性和耐久性降低，養(yǎng)護(hù)條件要求高。    表2是3家不同窯型水泥廠(chǎng)的熟料的礦物組成及標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的結(jié)果。從表2可以看出，3個(gè)廠(chǎng)中z廠(chǎng)的熟料的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量最低，其次是x廠(chǎng)的，Y廠(chǎng)最高，這除了生產(chǎn)工藝(窯型)的影響

5、外，與熟料礦物組成(主要是C3A含量)有很大關(guān)系。    Z廠(chǎng)的熟料與X廠(chǎng)比較，X廠(chǎng)熟料的n高，其硅酸鹽礦物的總量高達(dá)7715，比Z廠(chǎng)高274，但x廠(chǎng)的熟料的P也高，其C3A的含量比z廠(chǎng)高308，其標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量比Z廠(chǎng)高O.8。    X廠(chǎng)的熟料與Y廠(chǎng)的熟料比較，雖然硅酸鹽礦物高561，但C3A的含量也比Y廠(chǎng)高041，其標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量?jī)H比Y廠(chǎng)低02。由此可見(jiàn)：熟料中的硅酸鹽礦物總量越高，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量越低；熟料中的C3A含暈越高，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量越高。就礦物組成對(duì)熟料的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的影響而言，在C3A的含量是影響標(biāo)

6、準(zhǔn)稠度用水量的主要因素。    要適當(dāng)提高熟料的n，提高硅酸鹽礦物的總量，特別是要降低熟料的P，以減少熟料中水化快、水化熱大的C3A含量，控制熟料中C3A含量不超過(guò)8為宜，最好<7，SO3的含量1以下(如Z廠(chǎng))，以達(dá)到降低水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，提高水泥與減水劑的相容性的目的。12 熟料燒成質(zhì)量的影響    表3是2種不同燒結(jié)情況的立窯熟料的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的對(duì)比。雖然2種熟料的各率值很接近，但由于燒成質(zhì)量不同，其標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量相差很大。    散粒黃心的輕燒料由于燒失量高，

7、生燒料中仍有部分碳沒(méi)有燃盡，碳對(duì)水的吸附作用顯著，造成熟料的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量增大；輕燒料中的CaO高，而且這種fcaO是輕燒的，與水的反應(yīng)速度快，造成熟料的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量明顯增大。    燒成溫度高、燒結(jié)好、冷卻快的葡萄串狀熟料，其燒失量和fCaO低，所以其標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量也低。    因此，一定要有較高的燒成溫度，而且要讓物料在燒成帶停留足夠時(shí)間，使燃料燃燒完全，物料反應(yīng)充分，礦物晶體發(fā)育完整，提高熟料燒成率，降低熟料的燒失量和fCaO。通過(guò)高溫煅燒、熟料急冷的途徑，使C3S固溶部分A12O3、Fe2O3，減少熟料中

8、C3A的形成，或使C3A以玻璃體的形態(tài)存在，減少二次fCaO的產(chǎn)生，以達(dá)到降低熟料標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的目的。2 水泥比表面積的影響    表4是通過(guò)小磨試驗(yàn)測(cè)得比表面積對(duì)水泥物理性能的影響結(jié)果。從A1、A2、A3和A4的情況可以看出，水泥的配比相同，隨著比表面積的增加，水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量增加，凝結(jié)時(shí)間縮短，強(qiáng)度增加。但如果比表面積過(guò)大而引起水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量過(guò)大，則對(duì)混凝土的性能不利。提高水泥的比表面積不僅使水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量增加，而且使粉磨電耗增加。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，要合理控制水泥的比表面積，既要考慮水泥的強(qiáng)度，又要考慮水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量和生產(chǎn)成

9、本，比表面積控制在350400m2kg比較理想。有條件的廠(chǎng)家，最好能定期做水泥顆粒級(jí)配的檢測(cè)，選擇合適的水泥顆粒級(jí)配，不要滿(mǎn)足于以水泥的細(xì)度來(lái)控制指導(dǎo)生產(chǎn)，因?yàn)榧?xì)度(80um方孔篩篩余量)相同的情況下，有時(shí)水泥的比表面積和顆粒級(jí)配相差卻很遠(yuǎn)。3 混合材的種類(lèi)及摻入量的影響    1)使用優(yōu)質(zhì)的混合材，如礦渣、優(yōu)質(zhì)粉煤灰等磨制的水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量較低；摻燒煤矸石、燒粘土或燒失量較高的粉煤灰磨制的水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量較高；用適量的石灰石作混合材對(duì)降低標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量和改善混凝土的施工性能有利。    2)在混合材品質(zhì)相

10、同的情況下，混合材的摻入量越大，水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量越高。從表4中的A4和A5可以看出，A5比A4多摻10的混合材，其標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量升高了12。    有的企業(yè)采用多摻混合材和提高水泥比表面積的方式生產(chǎn)水泥，雖然水泥達(dá)到了相應(yīng)的強(qiáng)度等級(jí)，甚至強(qiáng)度較高，如A5比A1多摻10的混合材，但A5的比表面積比A1高214m2kg，其抗壓強(qiáng)度比A1高得多，然而，由于A5這種水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量高(比A1高18)，用其配制的混凝土的性能卻不理想。4 石膏的影響    石膏作為水泥中不可缺少的組分之一，其主要作用是緩凝和激發(fā)水泥的

11、強(qiáng)度。石膏的形態(tài)、品位等級(jí)不僅對(duì)水泥的凝結(jié)時(shí)間和強(qiáng)度有較大的影響，而且對(duì)水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量也有較大的影響。    2種不同的石膏(S和H)的化學(xué)成分見(jiàn)表5。用相同的熟料和混合材，S1用S石膏，H1和H2用H石膏，用試驗(yàn)小磨在粉磨條件相同的情況下磨制的水泥的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。    由表5可以看出，H石膏比S 石膏的品位高，特別是CaSO4·2H2O的相對(duì)含量高。    由表6可以看出，H石膏對(duì)水泥的緩凝作用和強(qiáng)度激發(fā)作用比S石膏明顯，相同配比的水泥H1比S1的凝結(jié)時(shí)

12、間慢1h多，但3d和28d強(qiáng)度都是H1比S1高；相同SO3含量的水泥H2比Sl的凝結(jié)時(shí)間約慢05h，H2的強(qiáng)度也比S1高。    H石膏配制的水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量比S石膏配制的水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量低。無(wú)論是配比相同的H1， 還是SO3含量相同的H2的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量均比S1低06。    石膏的形態(tài)、品位、摻量對(duì)水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、流變性能、強(qiáng)度、收縮性能以及與減水劑的相容性有較大的影響。5 其它因素的影響51 水泥顆粒形貌的影響    水泥顆粒越近似球形，顆粒間的摩擦越小，

13、水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量越低，而強(qiáng)度越高。水泥顆粒的球形度越大，拌制的混凝土產(chǎn)生“滾珠效應(yīng)”，使混凝土的流動(dòng)性提高，而用水量減少，從而可提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性。    水泥顆粒的球形度與研磨體的形狀有較大關(guān)系，細(xì)磨倉(cāng)用鋼段做研磨體，粉磨時(shí)物料和研磨體間線(xiàn)接觸較明顯，其粉磨出來(lái)的水泥顆粒呈條狀和柱狀的較多，水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量較高；而細(xì)磨倉(cāng)用小鋼球作研磨體，粉磨時(shí)物料和研磨休間的點(diǎn)接觸較為明顯，其粉磨出來(lái)的水泥顆粒呈球形或橢球形的較多，其水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量較低。我們將22mx65m水泥磨的二倉(cāng)由過(guò)去用鋼段改為用小鋼球作研磨體后，其它條件不變，而粉磨出來(lái)的水

14、泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量約下降04，28d抗壓強(qiáng)度約提高2MPa。52 水泥溫度的影響    水泥的溫度過(guò)高，可能會(huì)引起石膏的脫水，使水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量升高。因此，要加強(qiáng)對(duì)熟料的冷卻，降低入磨熟料的溫度，也可以用一些含有適量水分的濕粉煤灰或濕礦渣作混合材，其帶入的水分在粉磨過(guò)程中吸收熱量而蒸發(fā)，能起到磨內(nèi)噴水的作用，有利于降低出磨水泥的溫度。所以，水泥廠(chǎng)應(yīng)有足夠的水泥庫(kù)容，使水泥(特別是散裝水泥)出廠(chǎng)前能得到充分降溫，以免影響其使用性能。6 結(jié)論    1)熟料中的硅酸鹽礦物總量越高，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量越低；熟料中的C3A等水化快的速凝礦物越高，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量越高，而其含量是影響標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的主要因素。燒成溫度高、冷卻速度快、燒失量低、fCaO低的熟料的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量低。    2)水泥的篩余值愈小、比表面積越大，則水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量越大，實(shí)際生產(chǎn)中控制水泥