淺析水泥生產過程影響水泥與外加劑適應性的因素

（廣西華宏水泥股份有限公司， 廣西壯族自治區 530200）

0 引言

現在，現代化進度越來越快，我國在基建投入增大，加上高層建筑的不斷增多等，對高質量混凝土需求量增大，在要求高強度的基礎，還要具有低水膠比、低水泥用量、低單位體積用水量等特點，能夠提升工程施工建設的相關性能，對于多種施工條件要求提高施工性能、滿足各種施工條件、能應付室外較差的環境條件等，我們基于混凝土耐久性特性思考，對水泥強度依靠比例偏小，顆粒超細的外加劑顯示出更大影響力，對水泥主要原材料要求嚴格，尤其是基于不同類骨料型號不一水泥實現混泥土攪拌要求，這對我們混凝土外加劑是一大挑戰，基礎原材料和外加劑的適應性問題就是發展過程中所必經之路。本篇文章只是生產水泥胡廠商來講，提出一些關于在生產之中提升水泥與外加劑適應性的相關實踐經歷。

1 混凝土外加劑與水泥的適應性

有關混凝土外加劑與水泥的適應性相關問題看出，其不只是化學方面的知識，高分子材料學有一定關聯，這是一個極其難以解決的難題，相關企業必須明白此難題的解決的重要性。

使用外加劑主要是為了改善新拌混凝土、砂漿、水泥漿的性能 ，降低用水量、提高和易性、依據實際項目施工需改變混凝土凝固周期，工程出現坍落度損失的可能性變小之外，還有應對室外較差的施工條件，以及避免鋼筋被其他物質影響等，均是與外加劑相關聯。

從外加劑自身角度來看，利用行業實際應用與技術成熟，提高了很多應用需求，外加劑種類變得更多，適用于更多外界施工環境。但是從項目實施情況分析，存在著各種各樣的問題，例如外加劑種類相同且數量相等，而在不同種類的水泥條件下，效果有一定明顯的差別，就算是用于同一種類的水泥，由于此種類的水泥處于不同階段、環境不一，攪拌出的混凝土品質不一，在坍落度損失上就有一定差異，更有甚者，泌水與否、凝固時間等方面的差距也是較大的，有可能還會有快凝與緩凝情況發生，此種問題均和外加劑、水泥的適應性之間有顯著關聯。

2 在水泥制作之中，水泥與外加劑適應性的主要影響領域

2.1 熟料質量對其的作用

在熟料中，主要原料中的 4種礦物質對外加劑的吸收附著力有一定差距，吸收附著力按照大小次序排列應該是C3A、C4AF、C3S、C2S，特別是C3A效果比其他三種高出一大截。外加劑主要吸附在水化產物上，由熟料礦物水化速度以及產物表面積所決定。C3A含量高的外加劑適應性不好，C3A含量與吸附外加劑的量、混凝土坍落度損失成正比關系，具有統一步調。但 C3A所含數量相等情況下不一樣的種類的熟料，這產生出的外加劑適應性相同就不一定。比如，A廠熟料中含有9%的C3A數量，熟料規定中有關稠度數值是26.0%；而B廠熟料中C3A所含數量同樣為9.0%，而熟料稠度卻不是26.0%，而大約為24%。從中可知，這和原料不同物質以及制作工藝有著非常大的關聯。AB兩廠在C3A相同情況，而A廠熟料中Al2O3所含數量卻更大，數值竟超過5.8%，要達到制約C3A所含數量的目的，強制地把熟料中Fe2O3數量大于3.6%，再利用低溫煅燒，雖從表層上可知C3A所含數量基本相同，但是在產品上的差別較大；B廠Al2O3所含百分比不足5.0，加足馬力煅燒，C3A所占百分比一樣，性能比之前更好。從中分析，原料中百分比Al2O3占的數量都進入熟料加工中，若Fe2O3所占百分比還是原來數值，熟料IM就能被有效制約，但熟料中C3A數量比例將會增大。為制約熟料C3A數量，一般是通過提升Fe2O3所占比例，最后就可以使熟料的IM比例下降，熟料液數量增大，熟料中結塊就會大面積出現。若制作過程中溫度不夠，熟料質量得不到很好保證，欠燒料、黃心料的情況可能會更大，熟料中的密度也會被受制約，熟料fCaO增大。且大體積的熟料到了冷卻機裝置，冷卻情況保障不穩定，更有甚者紅料現象也會產生，那么熟料強度可能會達不到規定要求，進入水泥粉磨階段時，出磨水泥的溫度增大是非常有可能的，石膏脫水情況也會發生。經過此過程制作出的水泥產品對外加劑的吸附力有所增大，但會使外加劑的適應性改變。所以，制約原主要材料的Al2O3比例對于提升水泥和外加劑融合性有著很大關聯。

從以上例子能看出，熟料煅燒溫度、煅燒時間及冷卻時間與CaO所占比例，這些影響因素對水泥與外加劑適應性的制約性相當大。

2.2 混合材料不同種類及其品質的的制約

種類不同的混合材料在吸附外加劑的能力是不一樣的，通常的大小次序為高爐礦渣<粉煤灰<高硅巖<火山灰質。經過幾年實際制作中表明，加入高爐礦渣以后，對于水泥適應性、耐久性、施工等方面均是有利的，尤其是在水泥中加入超細礦粉物質，水泥中的顆粒空隙被細粉所取代，拌和過程中數量也會有所增大，促使了混凝土更順暢流通；礦渣微粉填充改善水泥與外加劑的融合性質。火山灰質的內表面積比較大，其中的吸水性以及外加劑吸附數量均有所增大；自然形態的粉煤灰、超細粉煤灰適應性好，粗粉煤灰或加工型粉煤灰吸附量大，適應性不佳。

2.3 石膏品種及其加入數量的制約

目前，水泥生產商應用石膏等物質時，會考慮到當地資源以及制作費用等因素，在石膏物質上使用天然性質數量不多，資源綜合應用較多的是工業副產品石膏，比如電廠脫硫石膏、化工廠磷石膏等。品種不同的石膏溶解速率與溶解度差異不一，水泥的緩解凝固不一，按大小來排：磷石膏、脫硫石膏、天然石膏。天然二水石膏和高效外加劑適應性好，工業副產品石膏中的一些小數量的比例，例如P2O5含量可能使水泥與高效外加劑的相容性變差。

C廠應用石膏為脫硫與磷等石膏。如果都應用脫硫石膏過程中，凈漿擴展度為 130～150 mm，從數據上可知，擴展度不足；若所有的石膏應用磷石膏，大小為260～280 mm，會有泌水情況產生；夏天應用脫硫石膏與磷石膏比例應是1∶1時，這時其擴展度范圍是200 ～230 mm，這樣較為適合，但是天氣寒冷的情況下，其擴展度數值較大，也會有泌水情況產生；選取脫硫石膏與磷石膏比例為2∶1，這比例下產出的產品效果更佳。從中分析，脫硫石膏是在電廠利用白石粉進行脫硫過程中出現的產物，其中鈣所占比例更大，利用脫硫石膏產出的成品，凝結速度快，與此同時，水泥所需水量比之前更大，所以在天氣寒冷情況下使用效果更佳；而磷石膏作為化工生產商的產物，在這當中 P2O5所占比例范圍涉及面廣，粉磨水泥時凝結速度快，從中可分析，夏季應用其物質對水泥性能的提升是有助的，也可將混凝土施工性能進一步完善，因其需水量相對較低，同樣的外加劑及地材，冬季使用就會造成泌水等現象。

2.4 水泥中堿含量的影響

堿含量高，水泥標準稠度用水量增大，水泥水化速度加快，外加劑的塑化效果變差，導致混凝土的坍落度經時損失增大，混凝土的堿集料反應增加，耐久性能變差。因此現在國內的大型工程特別是鐵路、橋梁等工程對水泥中的堿含量都提出了≤0.6%的要求。在生產中，一是控制熟料中的堿含量，二是控制混合材的堿含量。

3 結束語

在水泥與外加劑適應性上，本文憑借水泥主要原材料的質量以及配比量，加入可發揮效率高的外加劑以及其他物質等來達到水膠與攪拌使用的水量，得到更好適應性，可應用于多種建設環境。耐久性在于非間接制約外加劑的用水量顯得非常重要，這個不是因水膠比決定的，而是取決于用水量的制約，可控制開裂，因此在如何選取符合實際情況的混凝土配合比數值是一項具有深遠意義的改變。

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