浅谈水泥生产质量对水泥净浆流动度的影响

随着现代化的高速发展，国家对各种基建设施投入力度的不断加大，人们对混凝土性能的要求越来越严格，不再只片面追求强度，而是以具备现代技术特性的混凝土来满足任何环境中的施工。从混凝土的耐久性出发，对水泥强度的依赖程度逐渐降低，外加剂的超细粉原料的效用变得越来越大，总需求量越来越高，尤其是不同骨料与不同水泥，在不同情况下要满足混凝土的混合。对混凝土外加剂的严格要求，不可避免地让水泥与外加剂的适应性成了一个热门的研究。

1混凝土外加剂与水泥的适应性

混凝土外加剂与水泥的适应性是指，在混凝土外加剂应用技术规范的基础之上，将检验合格的部分外加剂，按照标准投入水泥之中，若两者间能产生应有的效果，就说明该水泥与这种外加剂相适应，反之，则不适应。混凝土外加剂与水泥的适应性涉及水泥化学、高分子材料科学、表面物理化学、电化学等方面的知识。

使用掺合料的目的是改善新混凝土、砂浆、水泥砂浆的性能与和易性，减少水的消耗，并根据实际施工需要缩短或延长凝结时间，减少滑坡损失，提高性能，提高混凝土的强度、耐久性，降低钢筋腐蚀，减少扩张损伤等。经过多年的发展和实践，混凝土外加剂有了很大的改进，品种较多，适应性也更加广泛，但同时也存在着不足。从工程使用来看，同种类、同剂量的外加剂对不同水泥品种有不同的效果；同种水泥品种因环境和时间段的不同，其水泥净浆流动度也会时大时小，甚至泌水情况与凝结时间也都有差异。因此，外加剂可根据现场实际情况和现场环境方便、快捷地进行调配，在生产过程中，水泥企业应尽量提高水泥质量，以避免因水泥质量导致的混凝土外加剂不适应问题。

2水泥生产质量中影响水泥和外加剂适应性的因素

2.1熟料质量的影响

外加剂是由熟料矿物的水化速率和产物的比表面积所决定的，它主要吸附在水化产物上。熟料中所含矿物材料有铝酸三钙（C₃A）、铁铝酸四钙（C₄AF）、硅酸三钙（C₃S）、硅酸二钙（C₂S）4种。此4种矿物对外加剂的吸附量不同，按吸附量排序为：C₃A>C₄AF>C₃S>C₂S，特别是铝酸三钙（C₃A），其吸附量远超其他3种，但高C₃A含量的外加剂适应性却相对较差，另外，铝酸三钙含量相同的不同熟料，与外加剂的适应性也一定都相同。在水泥生产过程中，部分工厂为了控制熟料中C₃A的含量，通常都会增加氧化铁（Fe₂O₃）的含量来降低熟料的IM，途中，如果烧成温度不够，就会对熟料质量产生较大影响，甚至会出现大量黄色芯材，影响熟料密度，使熟料f-CaO增大。此外，如果大块熟料进入冷却机后，冷却效果得不到保证，会出现红料等现象，当水泥研磨时，研磨水泥的温度会大大提高，严重时会造成石膏脱水等，这样的水泥会大大增加外加剂的吸附量，且外加剂的适应性会很差。因此，控制原料中Al₂O₃的含量，对提高水泥与外加剂的相容性具有重要意义。

2.2不同混合材料及不同质量的影响

不同混合料对外加剂的吸附量不同，按吸附量进行排序为：火山灰>高硅>粉煤灰>高炉矿渣。一般情况下，火山灰混合物具有较大的内表面积、吸水性和外加剂吸附能力。粉煤灰的天然形态及适应性好，虽然粗粉煤灰或加工粉煤灰的吸附能力好，但适应性却较差。相对而言，高炉矿渣水泥的混合适应性、耐用性、施工性能是最好的，特别是超细矿物粉体，其在取代部分水泥后，超细矿物粉体中的小颗粒便自动填充在水泥颗粒之间，将灌装水进行更换，提高了混凝土的流动性，同时也有利于水泥与外加剂的相容性的提高。

2.3水泥中碱含量的影响

高碱含量的水泥外加剂的使用会导致水泥中石膏及C₃A水溶解度的变化。早期阶段，水化铝酸在积极的、强烈的外加剂吸附作用下，使得混凝土凝结时间缩短，但由于在水泥粉磨过程中，掺入的粉煤灰和矿粉与水泥水化产物Ca(OH)₂发生了反应，降低了混凝土的碱度，使得水泥和外加剂的适应性大大提高。

2.4水泥细度、新鲜度和温度的影响

水泥的细度与需水量、外加剂的吸附成反比，细度越细所需水量就越大，同样对外加剂的吸附也较大，反之，水泥细度较表面积偏大的水泥，其外加剂的适应性越低。除水泥细度外，水泥的新鲜度和温度对水泥净浆流动度及外加剂适应性也有影响，刚出磨的水泥颗粒之间具有较强的吸附力，故其减水率低、混凝土坍落度损失快。水泥出磨时，因水泥的磨削温度过高，石膏会出现部分脱水现象，从而使得水泥净浆流动性呈反向增长。

2.5水泥颗粒分布的影响

水泥颗粒对外加剂分子的吸附与水泥的比表面积有关。比表面积越大，水泥与水的接触面积越大，从而也增加了水泥颗粒表面水膜的需求量。在相同水灰比情况下，水泥的比表面积越大，水泥颗粒越细，这将导致早期水化的水泥和水泥浆的流动性变差，影响水泥和外加剂之间的兼容性。此外，水泥颗粒的分布范围较窄，当空隙较大时，需要更多的水来填充空隙，自由水就随之减少，所以磨机的球团分布应尽可能多阶段进行，以获得更广泛的颗粒分布，提高水泥的强度。另外，水泥颗粒小于3um在一定程度上会对混凝土性能造成破坏，主要是因为过多的细熟料颗粒会加快水泥的早期水化速率，增加水泥的早期水化热，增加收缩开裂的风险，并降低与外加剂的相容性，所以小熟料颗粒在10%以内最佳。堆积密度高的水泥有利于降低需水量和空隙率，从而使得混凝土抵抗外界侵蚀的能力和强度大大提高。

3水泥生产过程中提高质量的措施

3.1水泥与熟料指标监督

目前，很多水泥生产企业都在水泥中掺入了大量的粉煤灰、炉渣、火山灰等混合料，借此来降低水泥的生产成本。在水泥加工过程中，要严格掌握其物理性能和化学属性，对熟料中的各种成分进行检查，不断地对水泥生产过程中混合料的掺入量进行调整，使其充分满足实际标准指标，并进一步提高水泥的质量。

3.2石灰石、黏土质原燃料的控制

原燃料质量是生产和制备成分适宜及稳定原料的基础，水泥生产过程中应用最多的材料是石灰石及黏土材料。水泥生产过程中使用的石灰石的CaO含量越高，效果越好，这取决于氧化铁、二氧化硅、氧化铝、Fe₂O₃等酸性氧化物的含量是否满足配料要求，而黏土材料使用最广泛的便是黄土和黏土，黏土的质量主要由其化学成分（二氧化硅率、氧化铝率）、砂含量、碱含量、塑性、需水量等工艺性能来衡量。不同的生产方法需要不同的黏土质量，因此，当原料进入工厂时，便要严格控制每一环节的检测和分析，从根本上确保材料的质量。

4结语

外加剂与水泥的适应性是一个错综复杂的问题，影响因素较多，其中，主要影响因素有：熟料质量、不同混合材料的质量、水泥中碱含量、水泥细度、新鲜度、温度和水泥颗粒分布等。关于水泥与外加剂的适应性问题，涵盖面较广，涉及水泥化学、高分子材料科学、表面物理化学、电化学等学科。目前，这个领域还具有较高的挑战性，仍是备受混凝土与水泥工作者高度关注的研究课程。水泥种类、企业规模、装备设施、工艺技术等的不同，使得同一种类、同一级别的水泥也会有不同的效果。因此，企业在使用外加剂时，应不断地根据水泥的变化进行相应的试验研究，在检验合格的基础上才可投入使用。同时，企业也应站在一定的高度，用超前的眼光看待水泥的各项指标，使其不断地满足市场需要，更好地适应时代发展的步伐，从而为我国建筑事业作出贡献。

来源：砼话

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