水泥儲存中的問題及分析

　　北方由于受季節(jié)的影響，冬季無法施工，水泥需作一定的儲存，以便增加企業(yè)的效益。為此我公司對水泥儲存過程中，水泥性能的變化進行了探討。

　　1 儲存方法及條件

　　水泥冬儲方式一般分為兩種：一種是散裝庫內(nèi)儲存；一種是袋裝存儲，本次試驗是后一種。

　?。?）包裝方式：水泥包裝為塑編袋。

　?。?）儲存方式: 堆放場地為水泥地面，每垛10袋，共2垛。

　?。?）儲存時間：2002年12月30日至2003年8月12日，該水泥僅限試驗。

　　（4）水泥性能：該水泥為普通32.5強度等級，混合材為煤矸石。

　　其性能如下表：

　?。?）該次水泥試驗儲存在水泥站臺，碼放與其它正常水泥相同。儲存溫度與環(huán)境溫度相同，相對濕度與環(huán)境度相同。

　　下表為2003年1月～8月平均風速、溫度、濕度

　　2 水泥冬儲性能變化

　　每次試驗取樣系在20袋原取樣點處采樣（20個點），每月一次，共取樣8次。水泥冬儲后性能變化。見下表

　　從上表可看出如下特性：

　?。?）S03含量降低。8次試驗S03含量逐漸降低。

　?。?）水泥凝結(jié)時間延長。水泥凝結(jié)時間均逐漸延長。

　?。?）水泥強度變化情況:該次試驗在前三個月內(nèi)3天抗壓抗折、28天抗壓抗折基本保持穩(wěn)定，而后各齡期強度逐漸降低。

　?。?）細度的變化：前7次細度基本穩(wěn)定。第8次取樣時已發(fā)現(xiàn)水泥部分結(jié)塊，經(jīng)0.08mm篩后，本次細度明顯偏高，說明有小顆粒。

　?。?）水泥在第8次試驗時，表現(xiàn)出大量泌水現(xiàn)象。

　　3 水泥冬儲性能變化的分析

　　由表三可以看出，儲存一定時間的水泥性能發(fā)生一定的變化，空氣中含有一定的水蒸氣，水泥性能變化是由礦物水化造成的結(jié)果。

　?。?）水泥中的S03含量，經(jīng)過一段時間的儲存，S03含量逐漸降低。說明其中的石膏在減少，造成這種結(jié)果的原因是由于水泥中礦物C3A與空氣中的水蒸氣及石膏反應(yīng)的結(jié)果。當石膏和氧化鈣同時存在時，C3A雖然首先和氧化鈣及水快速反應(yīng)，并立即生成 C4AH13,但接著就會和溶液中的石膏反應(yīng)，生成鈣礬石，其反應(yīng)式為：2〔Ca2Al(OH)7·3H2O〕+3〔CaSO4·(2H2O)+14H2O=Ca6〔Al(OH)6〕2·(SO4)3·26H2O(鈣礬石)+Ca(OH)2

　　由于空氣中的水蒸氣是少量的，所以上述反應(yīng)不能一次完全反應(yīng)，隨著時間的延長，逐漸與空氣中的水蒸氣進行反應(yīng)，即水泥中的石膏被逐漸消耗，也就是我們見到的S03在逐漸減少。

　?。?）與第一次試驗相比后7次試驗的凝結(jié)時間均延長，尤以第8次明顯。影響水泥凝結(jié)的因素是多方面的，但主要的還是C3A含量的影響。

　?、?由于C3A與石膏、水反應(yīng)生成的鈣礬石Ca6〔Al(OH)6〕2·(SO4)3·26H2O不溶于硫酸堿、鈣，因此，它在水化的C3A表面沉淀下來，形成有效屏障，包裹在未水化的水泥顆粒周圍，阻礙水和無水礦物的接觸，因而延緩水泥的凝結(jié)時間。

　?、?由于生成鈣礬石Ca6〔Al(OH)6〕2·(SO4)3·26H2O消耗了部分C3A含量相對降低，實驗時按正常加水，就顯得過多，水泥漿體結(jié)構(gòu)就不易緊密，使顆粒間距增大，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)較難形成，凝結(jié)速度變慢，凝結(jié)時間延長。

　　礦物的水化不可能是單一進行的，當空氣中的水蒸氣與水泥中的礦物C3A反應(yīng)的同時，也在與C3S、C2S和C4AF進行一系列的物理、化學反應(yīng)，并且隨著季節(jié)的變化，溫度的升高，濕度的增大，各礦物與水蒸氣的反應(yīng)也在增強，所以看到在1～4月間強度變化不明顯，即寒冷、干燥季節(jié)到多風干燥的季節(jié)減弱了空氣中水蒸氣的含量，從而減緩了C3S、C2S、C4AF與水蒸氣的接觸機會，減弱了各反應(yīng)的進行。而5～8月份隨著夏季的來臨，空氣中的水蒸氣含量增加，各礦物間的反應(yīng)增強，反應(yīng)式如下：

　　3CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(3-x)Ca(OH)2

　　2CaO·SiO2+mH2O= xCaO·SiO2·yH2O+(2-x)Ca(OH)2

　　Ca2AlFeO5+Ca(OH)2+3[CaSO4·3H2O]+25H2O=Ca6（AlmFen(OH)6）2·(SO4)3·26H2O

　　經(jīng)過5、8月間的存放，即各礦物的水化反應(yīng)加劇可以看到各齡期強度在這一期間呈明顯下降趨勢，直至最后水泥結(jié)塊（大部分已發(fā)生理化反應(yīng)），失去強度。

　?。?） 前7次試驗時通過細度無大的變化可以推斷，水泥沒有反應(yīng)到結(jié)粒狀態(tài)，所以細度無明顯變化，而第八次取樣時已觀察到有結(jié)塊現(xiàn)象，雖經(jīng)0.2m/m篩篩析，但可以看出0.080～0.2m/m間凝結(jié)成的小顆粒已明顯增多，這也是造成水泥其他性能變化的明顯表現(xiàn)。

　?。?）前7次均未出現(xiàn)泌水現(xiàn)象，而第八次出現(xiàn)泌水現(xiàn)象，且相當嚴重。原因主要是水泥經(jīng)過長時間存放，內(nèi)部形成了極細小的顆粒（0.080～0.2m/m之間）；即相當水泥細度變粗，在塑性的水泥槳體中，隨著固體粒子的沉淀，泌水過程也就產(chǎn)生了；同時各礦物部分經(jīng)過長時間與空氣中的水蒸氣反應(yīng)后，相當于水泥中的礦物總量減少，此時按正常情況加水試驗，相當于增大了水灰比，即用水量增加也加劇了泌水現(xiàn)象的產(chǎn)生。大量的析水，沖淡了安定性試餅與玻璃板間的油脂（此時析出水為堿性），造成試餅與玻璃板結(jié)合緊密，致使隔日脫去玻璃板取下試餅時，玻璃板破碎。

　　4 總結(jié)

　　人們長期認為，水泥長時間儲存會發(fā)生性能改變，通過此次試驗進一步證明此觀點。

　　（1）水泥與空氣中的水蒸氣等反應(yīng)是逐步進行的。

　?。?）水泥各齡期強度在三個月內(nèi)部分小幅度增長，三個月后有所降低，進而大幅度下降，最終產(chǎn)生本質(zhì)變化，以至于無法測定各齡期強度。

　?。?）隨著儲存期的延長，S03含量逐漸降低，凝結(jié)時間增加。

　?。?）高寒、干燥和春季多風的季節(jié)適宜水泥冬儲。嚴寒季節(jié)，水泥處于冷凍狀態(tài)，加之自然環(huán)境中空氣十分干燥，地面封凍，一定程度上減少了水泥吸潮，春季風大，帶走空氣中的水分，減少了水泥與水蒸氣的接觸，對水泥的性能影響不大。因此，在寒冷、干燥、多風的季節(jié)里，可進行合理的水泥冬儲，儲期不宜超過三個月。