水泥廠應向預拌混凝土站提供什么樣的水泥

　　一、預拌混凝土需要什么樣的水泥

　　預拌混凝土與傳統(tǒng)的現(xiàn)場攪拌制作混凝土有許多不同點。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或水泥本身存在某種品質缺陷時．就可能出現(xiàn)如下問題：(1)混凝土強度迭不到設計要求；(2)在混凝土制作和使用時，水泥與外加劑適應性問題突出，或流動性能差，或坍落度損失大．致使施T時流動性能差或凝結過快．無法施工，有時甚至在運輸途中發(fā)生凝固；(3)混凝土結構出現(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量，當然混凝士出現(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、品質指標，必然會對混凝上的性能起重要的影響．特別是預拌混凝土的制作和供應．與傳統(tǒng)的現(xiàn)場攪拌方法相比較，有其特殊的技術要求，有人提出應將“用來制備預拌混凝十的水泥分類為專用水泥”．筆者認為，充分關注混凝土攪拌站的需求．生產(chǎn)和提供“與預拌混凝土相匹配的水泥”是當務之急。我們認為該種水泥起碼應滿足如下一些要求：(1)水泥各項技術’性能必須滿足現(xiàn)行國家標淮要求外，特別應保持產(chǎn)品的勻質性和穩(wěn)定性．化學成分、細度、各齡期強度等級、凝結時間、標準稠需水量等指標不能有較大波動，特別是強度值不能大起大落；(2)在配制混凝土時需水量要?。鲃有砸?，與外加劑有較好的適應性；(3)水泥粉磨時不僅要控制制細度(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、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，應提供專用的水泥，如有低堿要求時應提供低堿水泥；有低熱要求時，要應用水化熱侶的水泥(如：中熱水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥)。

　　二、滿足預拌混凝土站使用的水泥應有的性能

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

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

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

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

　　混凝土外加劑與水泥不相適應的情況．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性，混凝土攪拌站是無法正常作業(yè)的。解決它們之間適應性的問題是雙向互動的問題，首先需要外加劑及水泥生產(chǎn)研發(fā)部門重視起來，加強互相交流協(xié)作。

　　在適應性的問題上．水泥的影響因素很多．一般認為：水泥熟料的礦物組成、水泥細度(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間等因素都會影響水泥適應性。

　　(1)、水泥熟料成分的影響。不少學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行了研究．發(fā)現(xiàn)C3A對外加劑的吸附量遠高于其他礦物組成，其排序為：C3A>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，其標雄稠度加水量上升(有人作了定量研究，當C3A上于}1％．其標準稠度用水量也增加1％，而混凝土用水量也相應提高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的影響”后指出：“當奈系高效減水劑摻量為1％的條件下，摻用二水石膏時．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)水泥凈漿流動度的絕對值最大．流動度的經(jīng)時損失最小，所以采用二水石膏作為熟料的調凝劑是最佳選擇”．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識到：按現(xiàn)行水泥標準作檢驗時，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的情況。

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

　　筆者曾在實際工作中經(jīng)歷過如下3種情況，應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，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)檢驗該石膏其SO3雖在35％左右，但結晶水只有4％．實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)生不適應狀況；c)水泥廠在粉磨水泥時使用了優(yōu)質二水石膏，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．工程使用時也發(fā)生急凝、假凝現(xiàn)象。

　　(3)、粉磨細度(比表面積)及顆粒級配和顆粒形狀。水泥細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)十分注重粉磨細度，一般來說水泥磨得越細(比表面積越高)，細顆粒越多，水泥水化越快，有利于強度的發(fā)展。在混凝士界則認為，越細的水泥需水最越大．與外加劑相容性越差，水化熱越大，開裂敏感性越大。

　　此外．不少研究結果指出，水泥的顆粒形狀對外加劑的適應性起明顯影響．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，輥壓機作終粉磨時，水泥顆粒形狀復雜，需水量偏高。

　　(4)、混合材的品種和摻入量。聲威公司技術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，進行了水泥與外加劑適應性的研究，結果表明．加入混合材后能改善水泥與外加劑的適應性，而摻用不劇種類的混合材、不同組合的水泥時則對外加劑適應性會產(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性能的，即改善水泥適應性．而雙摻效果較單摻好。此次試驗情況表明．對改善水泥適應性的排序是：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)。該結論可作為生產(chǎn)時選擇混合材種類、復摻組合的參考。

　　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)驗看．礦渣對萘系減水劑適應性優(yōu)于摻煤矸石的水泥．主要表現(xiàn)為流動性差、坍落度經(jīng)時損失大，當摻礦渣過多時易產(chǎn)生泌水。而摻不同品種形態(tài)粉煤灰時水泥與外加劑適應性差異較大，使用優(yōu)質粉煤灰(含碳量<5％)時的塑化效果好，而使用粗粉煤灰、含碳量高(>5％)的粉煤灰時塑化效果差。應提倡在水泥生產(chǎn)中復摻混合材．而磨細石灰石粉最有利于改善適應性。

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

　　（6）、水泥溫度及存放時間。水泥溫度過高，其不良后果有二：一是可能造成石膏脫水(一般認為二水石膏在超過1350c時將失去結晶水，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，希望水泥盡快出廠，而混凝土界從經(jīng)驗中得知，“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間后的水泥。事實上出粉磨設備時間，間隔越短，由于水泥粉磨時產(chǎn)生電荷。顆粒問吸附、凝聚的能力較強．因而致使適應性變差。

　　3、水泥廠家應充分關注混凝土攪拌站的預拌混凝土工作性能及工程質量．及時解決所出現(xiàn)的問題．提供適應用戶“個性”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)，按標準要求生產(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防輻射混凝上結構的預拌混凝土的供應．需低熱礦渣水泥，但當時在陜西省暫無此資源．而工程急需開工，經(jīng)認真選擇，某水泥廠提供了低C3A含量(熟料中<6％)的PC32．5R水泥．經(jīng)試驗其水化熱符合要求、配制混凝土收縮率低．與減水劑適應性好，混凝土強度滿足設計要求．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．而非單一因素所導致。而混凝土產(chǎn)生變形裂縫的原因．諸多與水泥直接有關。因此水泥廠應適應預拌混凝土的需要，從礦物組成、細度、混合材、石膏、堿含量和水泥品種等方面進行優(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，應隨實際需要適度更改化學成分、粉磨細度、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。