改進(jìn)P·O42.5水泥與混凝土外加劑適應(yīng)性

  0  前 言

  隨著混凝土技術(shù)的發(fā)展，外加劑已成為混凝土中不可或缺的重要組成部分，用戶對(duì)水泥與外加劑適應(yīng)性的要求越來(lái)越高。近幾年來(lái)水泥與外加劑適應(yīng)性已逐漸成為用戶應(yīng)用關(guān)注的主要方面。2009年初，階段出現(xiàn)泗宿高速公路等反映P·O42.5級(jí)水泥性能波動(dòng)大、混凝土坍落度損失快，經(jīng)時(shí)損失高時(shí)達(dá)到40%以上，致使無(wú)法保證現(xiàn)場(chǎng)正常使用的嚴(yán)峻局面。

  1  原因分析

  筆者從2009年4月起對(duì)區(qū)域內(nèi)其它水泥企業(yè)產(chǎn)品與混凝土外加劑適應(yīng)性情況、區(qū)域內(nèi)商品混凝土攪拌站生產(chǎn)應(yīng)用情況以及筆者公司P·O42.5級(jí)水泥其它用戶使用情況進(jìn)行了考察，并咨詢了東南大學(xué)材料學(xué)院專家教授，查閱了相關(guān)資料，進(jìn)行了系統(tǒng)性的對(duì)比試驗(yàn)分析，根據(jù)試驗(yàn)分析作出了各項(xiàng)影響因素的排列圖（見(jiàn)圖1）。

  由排列圖確定主要因素為：

  （1）閉路磨系統(tǒng)成品水泥顆粒分布較窄。

  （2）混合材流變性能差。

  （3）熟料與混凝土外加劑適應(yīng)性不穩(wěn)定。

  2  改進(jìn)措施

  2.1  改善閉路磨系統(tǒng)成品水泥顆粒分布

  筆者公司水泥粉磨系統(tǒng)主要配置為：

  水泥磨：椎4.2×13.12m；選粉機(jī)：合肥院DS（O）-2500型O-Sepa選粉機(jī)；系統(tǒng)收塵：磨尾除塵與選粉機(jī)成品收集各用一臺(tái)袋收塵。

  對(duì)水泥磨相關(guān)操作參數(shù)調(diào)整如下：主要調(diào)整出磨風(fēng)路上的靜態(tài)分離器風(fēng)門開(kāi)度和磨尾排風(fēng)機(jī)風(fēng)門開(kāi)度：

  （1）靜態(tài)分離器風(fēng)門開(kāi)度由正常生產(chǎn)時(shí)的40%，每次增加10%開(kāi)度；

  （2）水泥磨磨尾排風(fēng)機(jī)風(fēng)門開(kāi)度由正常生產(chǎn)時(shí)的34%，每次增加10%開(kāi)度。對(duì)應(yīng)取樣檢驗(yàn)比表面積、顆粒級(jí)配、45um方孔篩篩余、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、強(qiáng)度、水泥凈漿流動(dòng)度損失，結(jié)果見(jiàn)表1、表2。

  試驗(yàn)結(jié)果表明：

  （1）隨著靜態(tài)分離器風(fēng)門的開(kāi)大，水泥成品相關(guān)參數(shù)及性能無(wú)明顯變化，對(duì)系統(tǒng)影響不大；

  （2）隨著磨尾風(fēng)機(jī)風(fēng)門的逐步開(kāi)大，水泥顆粒分布變寬，細(xì)度明顯變粗，水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度和強(qiáng)度均略有下降，水泥凈漿流動(dòng)度略有減少，但凈漿流動(dòng)經(jīng)時(shí)損失下降幅度明顯，當(dāng)磨尾風(fēng)機(jī)風(fēng)門開(kāi)度達(dá)到64%時(shí)，半小時(shí)凈漿流動(dòng)度較初始值逐漸增大，反映出水泥與外加劑適應(yīng)性得到顯著改善。

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  注：1、顆粒級(jí)配分析采用LS-C（I）型激光粒度分析儀；

  2、混凝土外加劑選用本區(qū)域有代表性的一種萘系高效減水劑，按GB/T8077混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法中水泥凈漿流動(dòng)度測(cè)定方法檢測(cè)初始流動(dòng)度及半小時(shí)經(jīng)時(shí)損失。

  2.2  調(diào)整混合材品種結(jié)構(gòu)

  我公司P·O42.5級(jí)水泥配料：熟料+石膏+沸騰爐渣+粉煤灰+石灰石。在對(duì)比試驗(yàn)時(shí)，我們對(duì)混合材摻量及品種結(jié)構(gòu)進(jìn)行如下調(diào)整：

  （1）使用粉煤灰替代火山灰質(zhì)混合材沸騰爐渣；

  （2）停止使用沸騰爐渣，減少混合材摻量；

  （3）使用礦渣替代沸騰爐渣、粉煤灰。具體見(jiàn)表3所示。

  結(jié)果表明：

  （1）在現(xiàn)有條件下，單純使用粉煤灰替代火山灰質(zhì)混合材沸騰爐渣，水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量略有下降，對(duì)凈漿流動(dòng)度經(jīng)時(shí)損失影響不大；

  （2）停止使用沸騰爐渣，減少混合材摻量后，水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量出現(xiàn)明顯下降，但對(duì)水泥凈漿流動(dòng)度經(jīng)時(shí)損失影響亦不大；

  （3）使用礦渣替代沸騰爐渣、粉煤灰，少量摻加礦渣對(duì)水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、水泥凈漿流動(dòng)度損失影響不大；礦渣摻量超過(guò)10%后，水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量變化不大，但水泥凈漿流動(dòng)度經(jīng)時(shí)損失與前期相比明顯減小，水泥與外加劑適應(yīng)性得到明顯改善。

  2.3  穩(wěn)定和提高熟料與混凝土外加劑適應(yīng)性

  2009年5月起，我們適當(dāng)降低熟料中C3A含量，由原先的7.0%～9.0%調(diào)整到7.0%～8.0%，在提高生料配比合格率的同時(shí)，要求制造分廠提高燒成溫度，穩(wěn)定熱工制度，嚴(yán)格控制出窯熟料fCaO，考核指標(biāo)由原先的fCaO<1.5%調(diào)整到fCaO<1.2%，確保熟料質(zhì)量穩(wěn)定。

  2009年5～8月與2009年1～4月熟料與外加劑適應(yīng)性對(duì)比情況見(jiàn)表4。

  熟料調(diào)整后，水泥凈漿流動(dòng)度平均值略有提高，經(jīng)時(shí)損失有一定幅度的降低，波動(dòng)明顯減小，且出現(xiàn)半小時(shí)凈漿流動(dòng)度逐漸增大的良好趨勢(shì)。

  3 小結(jié)

  調(diào)整水泥磨磨尾風(fēng)機(jī)風(fēng)門開(kāi)度、改變水泥顆粒分布，對(duì)水泥適應(yīng)性的改善是顯著的，但對(duì)水泥強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生一定影響；使用礦渣替代沸騰爐渣、粉煤灰后，水泥凈漿流動(dòng)度經(jīng)時(shí)損失能夠得到明顯改善。

  從2009年下半年開(kāi)始，在穩(wěn)定和降低熟料中C3A含量、fCaO含量，穩(wěn)定出窯熟料質(zhì)量性能的同時(shí)，水泥磨生產(chǎn)時(shí)以采用固定磨尾排風(fēng)機(jī)風(fēng)門開(kāi)度54%的手段為主，以摻加適量礦渣生產(chǎn)為輔，P·O42.5級(jí)水泥與外加劑適應(yīng)性均得到了明顯改善，能夠保證水泥凈漿流動(dòng)度半小時(shí)經(jīng)時(shí)損失在10%以下，滿足了高速公路高性能混凝土的應(yīng)用需求，混凝土攪拌站普遍反映水泥適應(yīng)性較好，應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性得到明顯提高。

  4  遺留問(wèn)題

  從P·O42.5級(jí)水泥顆粒分布檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看：水泥中小于3um的細(xì)粉含量偏多，3～30um含量偏低，＞60um含量有4%以上，整體顆粒分布不盡合理，需要在對(duì)不同粒徑范圍的水泥顆粒進(jìn)行物化檢測(cè)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)分析、制定改進(jìn)方案,在后續(xù)檢修時(shí)對(duì)水泥磨研磨體級(jí)配作出調(diào)整優(yōu)化予以解決。