現(xiàn)代建筑工程要求混凝土具有高強度、高流動性，這給泵送混凝土的組成材料提出了嚴(yán)格的質(zhì)量要求，為了改善水泥的流變性，使用減水劑是一個科學(xué)的辦法，但是水泥的適應(yīng)性更為重要，改善水泥與減水劑的相容性意義重大，涉及水泥生產(chǎn)過程中的諸多因素。
一、影響水泥與減水劑相容性的因素
（一）水泥熟料質(zhì)量
高溫?zé)傻氖炝虾偷蜏責(zé)傻氖炝显谛阅苌厦嬗兴煌焊邷責(zé)傻氖炝纤钚院茫?/span>A礦發(fā)育好，尺寸合適，強度高，與減水劑相容性好;相反低溫?zé)傻氖炝纤鄻?biāo)稠用水量大，熟料礦物中析晶出來的C3A和C4AF比較多，和減水劑相容性差。熟料冷卻速度同樣影響析晶出來的C3A和C4AF的量，慢冷容易產(chǎn)生C2S晶型轉(zhuǎn)變，礦物活性降低，和減水劑相容性差。
熟料在較高溫度范圍(1200～1450℃)的快速冷卻，有利于A礦保持良好的晶形，減少C2S粉化，硅酸鹽礦物活性較高，溶劑礦物多以玻璃體存在，大量減少C3A和C4AF的析晶。因而快冷熟料，即使C3A、C4AF計算含量較高，由于大部分以玻璃體存在，所磨制的水泥仍與外加劑相容性較好，凝結(jié)時間正常，水泥強度較高。慢速冷卻時，熟料中β-C2S轉(zhuǎn)變?yōu)棣?C2S，礦物活性降低，C3A、C4AF大量析晶，磨制的水泥與外加劑相容性差。
外加劑，尤其是減水劑的使用效果隨水泥熟料的礦物組成不同而有差異，其中C3A對相容性影響最大。對于C3A含量高的水泥，減水劑的減水增強效果差。隨著水泥細(xì)度的增加，C3A的影響也愈加明顯?？傊珻3A含量高的水泥一般與外加劑的相容性都要差一些。
熟料礦物組成和工藝的影響：4種礦物中C3A的影響最大，它的吸附力最強、水化速度最快，C4AF、C3S次之，C2S最慢;因此它們對減水劑吸附量由大到小的排序是C3A>C4AF>C3S>C2S。
（二）粉磨條件
當(dāng)水泥粉磨溫度過高時，所摻入的二水石膏會部分脫水轉(zhuǎn)變?yōu)榘胨?，這也會導(dǎo)致水泥凈漿快凝而影響水泥與外加劑的相容性。
在水泥粉磨過程中，由于企業(yè)追求比表面積，在中間倉配置了大鍛，橫截面積的大小應(yīng)與磨機的轉(zhuǎn)速和磨內(nèi)空間距相適應(yīng)，與所產(chǎn)生的力功有著一定的關(guān)系，這無疑提高了水泥比表面積，而組成水泥的顆粒卻發(fā)生了變化，趨向于不規(guī)則的棱形、長條狀或雪花狀形態(tài)，易造成水泥石的結(jié)構(gòu)蓬松，需水量增大。
水泥的顆粒級配是水泥性能的決定因素。目前公認(rèn)的水泥最佳級配為3～32μm，對強度的增長起主要作用，其程度分布是連續(xù)的，總量應(yīng)不低于75%。16～24μm的顆粒對水泥的性能尤為重要，含量越多越好。小于3μm的易結(jié)團，不要超過10%;大于60μm顆?；钚孕。詈脹]有。
水泥的圓度系數(shù)由0.67提高到0.85時，水泥砂漿28d抗壓強度可提高20%～30%。
（三）水泥中石膏的種類及摻量
當(dāng)水泥生產(chǎn)中使用硬石膏，而又使用木鈣、糖鈣作緩凝減水劑時，混凝土拌合物的坍落度經(jīng)時損失會明顯增大，甚至發(fā)生“假凝”現(xiàn)象。磷石膏、氟石膏等工業(yè)副產(chǎn)品，由于含有各種雜質(zhì)，并且有效成分含量波動較大，也會影響水泥與外加劑的相容性。
水泥制成時間及溫度。剛出磨的“新鮮水泥”，由于粉磨時產(chǎn)生電荷，顆粒間相互吸附、凝聚的能力較強，因此與減水劑的相容性較差。制成時間短的水泥有時溫度較高，因而水泥水化速度較快，其與減水劑的相容性會降低，混凝土的坍落度損失會增大。一般來說，當(dāng)水泥溫度小于50℃時對減水劑的塑化效果影響不大;而當(dāng)水泥溫度超過75℃時，減水劑的塑化效果降低明顯;當(dāng)水泥溫度更高時，可能會造成二水石膏脫水變成半水石膏或無水石膏，使減水劑與水泥的相容性明顯變差。
（四）水泥中的堿含量
一般認(rèn)為隨著水泥中可溶性堿含量增大，減水劑與水泥的相容性變差，減水劑的塑化效果降低，混凝土坍落度經(jīng)時損失增大。
但是，對于含Na2SO4的水泥(或Na2SO4由外加劑中帶入)，由于堿是以硫酸鹽的形式存在，Na2SO4的溶解度及溶解速度比水泥中的石膏大得多，溶解的SO42-與C3A反應(yīng)生成鈣礬石抑制水泥水化，從而可以部分抵消由于堿含量增大對水泥的促凝作用，以及對外加劑與水泥相容性的劣化作用。
有人提出水泥塑化度(SD)的概念，SD=SO3/(1.29 Na2O·0.85K2O)，認(rèn)為水泥中堿含量對外加劑與水泥相容性的影響與SO3含量，即SO42-含量有關(guān)。在SO3不變時，隨著堿含量增大，SD減小，相容性變差;在堿含量一定時，隨著SO3減少，SD減小，相容性變差。認(rèn)為水泥的塑化度一般應(yīng)控制在2.5～3.5之間為宜，熟料硫堿比控制值為0.65～1.00內(nèi)。
（五）混合材比例及品種
不同種類混合材對減水劑的吸附產(chǎn)生不同影響，礦渣對萘系減水劑的吸附量小于煤矸石，因此一般情況下?lián)降V渣的水泥與減水劑的相容性優(yōu)于摻煤矸石的水泥。一般而言，由于火山灰質(zhì)混合材具有較大的內(nèi)比表面積，其對減水劑的吸附量也就較大，因此摻火山灰的水泥與減水劑的相容性較差，主要表現(xiàn)為混凝土流動性差、坍落度經(jīng)時損失大。而摻不同品種粉煤灰的水泥與減水劑的相容性差異較大，一般使用優(yōu)質(zhì)粉煤灰(含碳量≤5%)時，減水劑塑化效果好;而使用粗粉煤灰，或含碳量>5%的粉煤灰時減水劑的塑化效果差。
在拌制混凝土?xí)r摻入的各種礦物摻合料，與水泥混合材一樣對外加劑的作用效果有影響。在外加劑摻量相同的情況下，摻礦物摻合料的混凝土與不摻者相比，其流動性因粘稠而變小，故此時應(yīng)適當(dāng)增大外加劑摻量或調(diào)整外加劑配方。但是，在摻粉煤灰的混凝土中減水劑的作用效果可能比在不摻粉煤灰的混凝土中更好。
（六）水泥的細(xì)度及顆粒組成
水泥廠一般從強度出發(fā)來確定細(xì)度指標(biāo)，尤其是當(dāng)熟料強度低、混合材摻量高時，往往都采取提高粉磨細(xì)度來保證水泥強度。水泥細(xì)度越大，細(xì)顆粒含量越多、需水量越大，與外加劑相容性較差，混凝土坍落度損失快。水泥生產(chǎn)中粉磨系統(tǒng)所用的磨機不同(球磨、輥壓磨、振動磨)，所得水泥顆粒的形狀會不一樣。在相同細(xì)度及顆粒組成的情況下，水泥顆粒球形度越大，則需水量越小，與外加劑的相容性越好。
二、試驗
（一）原料組成
原料的化學(xué)組成見表1。
（二）試驗配比
水泥的成分見表2。
水泥3天強度為27～30MPa，28天強度為47.5～52MPa，其他性能指標(biāo)正常。
（三）試驗小磨減水劑流動度
試驗水泥工作性能見表3。
注：使用0.5%的聚羧酸減水劑。
混凝土試驗，混凝土的配合比和性能見表4。
通過生產(chǎn)配制的混凝土和易性較好，色差正常，無泌水現(xiàn)象。
三、結(jié)論與討論
通過生產(chǎn)試驗可以看出，調(diào)整混合材生產(chǎn)出來的水泥，在與減水劑的相容性上有了大幅度的改善，配制的C30混凝土性能進(jìn)一步得到了改善。大量實際工程應(yīng)用證明：水泥中減水劑摻入0.5%，初始流動度必須大于190mm，才能滿足泵送混凝土的要求，特別是高層建筑用混凝土施工。
本試驗最佳方案是F、G、H，但是礦渣成本高、含水率大，影響實際生產(chǎn)運行成本，目前我們采用的是E、F方案，也正如某些文章介紹的一樣，很多企業(yè)目前采用大摻量石灰石作為混合材，但是解決工業(yè)廢渣粉煤灰爐渣也是一個迫切的難題，兩者兼顧滿足混凝土施工要求是一個長期的工作。
在實際生產(chǎn)過程中同樣要注意水泥粉磨溫度和顆粒級配，盡可能控制溫度小于90℃，3μm顆粒含量<8%，3～32μm顆粒含量>70%。只有多方面進(jìn)行改進(jìn)，混凝土質(zhì)量才會穩(wěn)定提高，滿足現(xiàn)代工程建設(shè)的要求。
449717568
103