影響標準稠度用水量的因素

1、影響水泥標準稠度用水量的因素探討 2004-2-14 作者：余柏新 0 引言    水泥標準稠度用水量的高低對混凝土的性能影響很大。如果水泥的標準稠度用水量大，為確?；炷恋氖┕ば阅芏哟笥盟?，則會降低混凝土強度，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，不僅要求水泥的強度要高，同時也要求水泥的標準稠度用水量要低，水泥與減水劑的相容性要好。本文就影響水泥標準稠度用水量的因素和降低標準稠度用水量的措施進行探討。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種主要礦物的標準稠度用水量由大到小的順序是：C3A、C4AF、C3S、C2S。筆者就同一立窯廠熟料的率值及礦物組成與熟料的標準稠度用水量進行統(tǒng)計，見表l。    從表1可以看出，編號A的熟料的標準稠度用水量最低，最理想。其礦物組成的特點是硅酸鹽礦物(C3S+C2S)含量高，C3A含量低。    編號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B的C2S比編號A略高，但由于B的P比A高，其C3A的含量也高(超過10)，導致B的標準稠度用水量比A高16。C、D編號的熟料的

3、標準稠度用水量較低。其硅酸鹽礦物的含量雖不及A、B編號的熟料高，但因其C3A的含量較低，故其標準稠度用水量比A略高，但比B卻低14。    編號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，標準稠度用水量高O8。    編號F的熟料n低、P高，硅酸鹽礦物含量較低，而C3A的含量高，故其標準稠度用水量最高。    據(jù)用戶反映：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。配制相同強度的混凝土，要達到相同的塌落度，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(水泥的品種和強度等級相同)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，為確保混凝土的強度，水泥的用量也要相應增加，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)護條件要求高。    表2是3家不同窯型水泥廠的熟料的礦物組成及標準稠度用水量的結(jié)果。從表2可以看出，3個廠中z廠的熟料的標準稠度用水量最低，其次是x廠的，Y廠最高，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)有很大關系。    Z廠的熟料與X廠比較，X廠熟料的n高，其硅酸鹽礦物的總量高達7715，比Z廠高274，但x廠的熟料的P也高，其C3A的含量比z廠高308，其標準稠度用水量比Z廠高O.8。    X廠的熟料與Y廠的熟料比較，雖然硅酸鹽礦物高561，但C3A的含量也比Y廠高041，其標準稠度用水量僅比Y廠低02。由此可見：熟料中的硅酸鹽礦物總量越高，標準稠度用水量越低；熟料中的C3A含暈越高，標準稠度用水量越高。就礦物組成對熟料的標準稠度用水量的影響而言，在C3A的含量是影響標

6、準稠度用水量的主要因素。    要適當提高熟料的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8為宜，最好<7，SO3的含量1以下(如Z廠)，以達到降低水泥標準稠度用水量，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準稠度用水量的對比。雖然2種熟料的各率值很接近，但由于燒成質(zhì)量不同，其標準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有燃盡，碳對水的吸附作用顯著，造成熟料的標準稠度用水量增大；輕燒料中的CaO高，而且這種fcaO是輕燒的，與水的反應速度快，造成熟料的標準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，所以其標準稠度用水量也低。    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間，使燃料燃燒完全，物料反應充分，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，以達到降低熟料標準稠度用水量的目的。2 水泥比表面積的影響    表4是通過小磨試驗測得比表面積對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，水泥的標準稠度用水量增加，凝結(jié)時間縮短，強度增加。但如果比表面積過大而引起水泥的標準稠度用水量過大，則對混凝土的性能不利。提高水泥的比表面積不僅使水泥的標準稠度用水量增加，而且使粉磨電耗增加。因此，在實際生產(chǎn)中，要合理控制水泥的比表面積，既要考慮水泥的強度，又要考慮水泥的標準稠度用水量和生產(chǎn)成

9、本，比表面積控制在350400m2kg比較理想。有條件的廠家，最好能定期做水泥顆粒級配的檢測，選擇合適的水泥顆粒級配，不要滿足于以水泥的細度來控制指導生產(chǎn)，因為細度(80um方孔篩篩余量)相同的情況下，有時水泥的比表面積和顆粒級配相差卻很遠。3 混合材的種類及摻入量的影響    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準稠度用水量較低；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準稠度用水量較高；用適量的石灰石作混合材對降低標準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，水泥的標準稠度用水量越高。從表4中的A4和A5可以看出，A5比A4多摻10的混合材，其標準稠度用水量升高了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，雖然水泥達到了相應的強度等級，甚至強度較高，如A5比A1多摻10的混合材，但A5的比表面積比A1高214m2kg，其抗壓強度比A1高得多，然而，由于A5這種水泥的標準稠度用水量高(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、強度。石膏的形態(tài)、品位等級不僅對水泥的凝結(jié)時間和強度有較大的影響，而且對水泥的標準稠度用水量也有較大的影響。    2種不同的石膏(S和H)的化學成分見表5。用相同的熟料和混合材，S1用S石膏，H1和H2用H石膏，用試驗小磨在粉磨條件相同的情況下磨制的水泥的試驗結(jié)果見表6。    由表5可以看出，H石膏比S 石膏的品位高，特別是CaSO4·2H2O的相對含量高。    由表6可以看出，H石膏對水泥的緩凝作用和強度激發(fā)作用比S石膏明顯，相同配比的水泥H1比S1的凝結(jié)時

12、間慢1h多，但3d和28d強度都是H1比S1高；相同SO3含量的水泥H2比Sl的凝結(jié)時間約慢05h，H2的強度也比S1高。    H石膏配制的水泥的標準稠度用水量比S石膏配制的水泥的標準稠度用水量低。無論是配比相同的H1， 還是SO3含量相同的H2的標準稠度用水量均比S1低06。    石膏的形態(tài)、品位、摻量對水泥的標準稠度用水量、流變性能、強度、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、水泥的標準稠度用水量越低，而強度越高。水泥顆粒的球形度越大，拌制的混凝土產(chǎn)生“滾珠效應”，使混凝土的流動性提高，而用水量減少，從而可提高混凝土的強度和耐久性。    水泥顆粒的球形度與研磨體的形狀有較大關系，細磨倉用鋼段做研磨體，粉磨時物料和研磨體間線接觸較明顯，其粉磨出來的水泥顆粒呈條狀和柱狀的較多，水泥的標準稠度用水量較高；而細磨倉用小鋼球作研磨體，粉磨時物料和研磨休間的點接觸較為明顯，其粉磨出來的水泥顆粒呈球形或橢球形的較多，其水泥的標準稠度用水量較低。我們將22mx65m水泥磨的二倉由過去用鋼段改為用小鋼球作研磨體后，其它條件不變，而粉磨出來的水

14、泥的標準稠度用水量約下降04，28d抗壓強度約提高2MPa。52 水泥溫度的影響    水泥的溫度過高，可能會引起石膏的脫水，使水泥的標準稠度用水量升高。因此，要加強對熟料的冷卻，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，水泥廠應有足夠的水泥庫容，使水泥(特別是散裝水泥)出廠前能得到充分降溫，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，標準稠度用水量越低；熟料中的C3A等水化快的速凝礦物越高，標準稠度用水量越高，而其含量是影響標準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低的熟料的標準稠度用水量低。    2)水泥的篩余值愈小、比表面積越大，則水泥的標準稠度用水量越大，實際生產(chǎn)中控制水泥