高性能混凝土對水泥品質(zhì)特征的要求

高性能混凝土對水泥品質(zhì)特征的要求

  高性能混凝土的研究和應(yīng)用提升了我國混凝土技術(shù)的總體水平,帶動了優(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)展提供了強有力的技術(shù)支持。混凝土技術(shù)的發(fā)展,對水泥品質(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、強度降低。

  2 試驗及分析

  2.1 水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的影響

  2.1.1 不摻外加劑時水泥性能試驗

  對4個水泥廠生產(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(固定膠砂流動度)對比試驗,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(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,從而影響其強度。

  2.1.2 水泥對外加劑適應(yīng)性試驗

  1)不同廠家水泥摻外加劑適應(yīng)性試驗結(jié)果如表2所示。表2表明,當(dāng)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(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度保留值試驗,結(jié)果分別見表3和表4。

  表3表明,B水泥對外加劑的適應(yīng)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(dá)42.0% ;摻量1.8%時,60min凈漿流動度損失率平均為39.0%,最高達(dá)49.6% ;摻量2.0%時,60min凈漿流
動度損失率平均為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,初始流動度雖有所增大,但60rain凈漿流動度損失仍達(dá)到44.8%-62.7%。說明對外加劑適應(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,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(dá)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(shè)計強度達(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度時膠砂強度試驗結(jié)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(dāng)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(dāng)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(zhì)特性的幾點建議

  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“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%)??紤]水泥熟料在比表面積350m2/kg時,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(chǎn)過程
中的一些表觀通病也難以改進(jìn)。如:國標(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)超過國家標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)量差的熟料往往以提高粉磨細(xì)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(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?;旌喜牧戏N類及摻量對水泥的標(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)廠家對混凝土技術(shù)的發(fā)展和對水泥的高性能化認(rèn)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(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)的水泥只要符合國家標(biāo)準(zhǔn)就行了。水泥的一些品質(zhì)特征也因國標(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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2024-12-23 17:06:03