摘要:对于熟料而言,3μm以下颗粒宜小于10%,过多的细熟料颗粒会加速水泥的早期水化速率,提高水泥的早期水化热,增加收缩开裂危险,降低与减水剂相容性,是损害混凝土的真正原因。碱含量过高可导致一系列弊端:加速水泥早期水化速率,增加早期水化热,加大水泥的需水量,与减水剂相容性不好,加大收缩与开裂风险。

水泥与现代建筑紧密相连,唇齿相依。没有水泥,就没有今天的世界。可以说水泥是一剂灵丹妙药,它使建筑行业完成了一次本质性的跨跃。今天的大跨度桥梁、海底隧道、高层建筑、水库大坝都离不开水泥……

程诚检测根据已有研究成果和生产实践,参照国内外先进水泥检测的标准,从实用化角度总结出如下优质水泥的几大特征。

1. 单方混凝土的熟料用量较少

单方混凝土中的熟料含量,既关系到水泥厂的经济效益,也关系到水泥生产的能源、材料消耗和污染物排放。熟料生产过程的能源、材料消耗和污染物排放占全部水泥生产的绝大部分。降低单方混凝土中的熟料用量,也是绿色化生产的要求。目前一些混凝土搅拌站配置C30混凝土,单方混凝土的熟料用量已降低到120kg/m³左右。

在管桩生产行业,采用压蒸工艺生产的C80混凝土制品,单方混凝土熟料用量可低至200kg/m³。需要指出,由于混凝土工作性的要求,单方混凝土胶凝材料用量不可能有太大幅度的变化,降低单方混凝土熟料用量的同时,需要增加混合材料(掺合料)的数量。对混合材料(掺合料)的质量需要严格控制。

2. 与高效减水剂具有良好的相容性

与高效减水剂具有良好相容性的具体表现为:饱和掺入量低;饱和掺量时具有较大的流动性、经时损失小;在较高流动性时不泌水。

3. 质量稳定性好

水泥的质量稳定性通常以某项技术指标的在一定时期的标准偏差或变异系数表示。目前水泥厂对水泥质量稳定性的关注仅限于28d抗压强度,反映了混凝土和水泥行业过去以强度为核心的观念。这一观念是不够全面的。几乎所有影响混凝土性能的水泥性能都应该具有稳定性的要求,而这些性能中多数与水泥28d抗压强度并不存在相关性。

4. 粒度分布合理,颗粒球形指数高,堆积密度高

粒度分布损害混凝土性能的主要是10μm以下,特别是3μm的水泥颗粒,更确切地说是细小的熟料颗粒。对于熟料而言,3μm以下颗粒宜小于10%,过多的细熟料颗粒会加速水泥的早期水化速率,提高水泥的早期水化热,增加收缩开裂危险,降低与减水剂相容性,是损害混凝土的真正原因。

与水泥性能密切相关的是水泥的粒度分布和颗粒形貌,单一粒径筛余或比表面积如果不与粒度分布关联,无法全面、准确反映水泥性能。

5. 较低的水化热

水化热特别是早期水化热是引起混凝土开裂的一个主要原因,混凝土的所有开裂因素的影响力,几乎都同时与温度因素叠加,并因叠加而被放大。混凝土一旦开裂,耐久性将成为奢谈。水泥的水化热首先取决于熟料的矿物组成。C3A的水化热成倍于其它矿物,降低C3A含量是降低水化热最有效的措施。

其次水泥的水化热与粒度分布、碱含量、石膏形态与掺量、混合材料种类与掺量有关。存在过于强调水化热与强度矛盾对立性的倾向,认为要保证一定数值的强度,就必然伴随着一定数量的水化热。在P.I水泥中掺入40%高细混合材料,优化水泥的粒度分布,3d、28d强度均有显著提高,同期的水化热稍有降低。该试验提示了一个降低水化热的有效途径。

6. 较小的体积收缩

收缩导致混凝土内部产生拉应变,拉应变在约束条件下产生拉应力,拉应力达到一定程度即开裂。另外由收缩引起的混凝土内应力还成为裂纹扩展的内因。与水化热类似,水泥的体积收缩也与熟料的矿物组成密切相关。降低熟料C3A含量是减小体积收缩的最有效措施,其次,降低碱含量、比表面积,优化石膏形态与掺量;降低夏季出厂水泥温度均对减小收缩有效。

7. 适宜的碱含量

碱含量过高可导致一系列弊端:加速水泥早期水化速率,增加早期水化热,加大水泥的需水量,与减水剂相容性不好,加大收缩与开裂风险。但也没有必要追求过低的碱含量,过低的碱含量会降低水泥保水性。水泥对萘系减水剂的相容性存在一个适宜的碱含量,可溶性碱大约0.5%左右具有最好的相容性。如果不考虑碱集料反应的要求,熟料中适宜的碱含量以钠当量计约0.4%-0.7%。有碱集料反应的要求时,水泥碱含量应根据集料的碱活性、建筑物重要性、环境湿度、混合材料(掺和料)的种类、掺量决定。

8. 夏季较低的出厂水泥温度

夏季出厂水泥温度过高,将导致混凝土入模温度过高(例如超过35℃)。高温下水泥的水化速率会明显加快,造成混凝土的坍落度损失急剧增加,甚至无法施工。同时,混凝土入模温度过高还会加速混凝土的放热,提高混凝土内部温度峰值,加大热应力,增加开裂风险。

结语:以上几点优质水泥的基本特征,是按照一般混凝土的性能要求提出的。可作为水泥厂制定质量目标时参考;同时也可以作为新建水泥厂选择原燃材料、工艺设计时参考。依所处的地域和环境条件不同,混凝土可能有某些特殊性能要求。例如寒冷地区的抗冻性,近海工程的抗海水侵蚀等。具体水泥的检测标准要依据产品的性能要求,特殊性能等,在制定质量目标时尚需结合工厂的具体情况。

专业的技术团队为您服务,以客户需求出发,专为客户定制

程诚网址:www.ruletest.cn

程诚检测秉承“程序、诚信、承诺”的服务理念,以专业、专注的态度为您提供精确的检测服务

相关文章