水泥標準稠度需水量的影響因素分析

發(fā)表時間：2016/4/8 19:31:54  瀏覽次數(shù)：8423

????? 近年來，有關(guān)水泥需水量的問題越來越引起人們的重視，特別在兩廣地區(qū)，水泥用戶——混凝土行業(yè)總是希望需水量越小越好，這樣可以少加減水劑，降低商混成本。其實影響水泥需水量的因素很多，需水量對混凝土的影響也是多方面的。

1 影響需水量的基本因素

拌和水泥漿體，使其產(chǎn)生一定的流動性，該拌和水的量要滿足以下4個部分的要求：a填滿水泥顆粒的間隙，此部分水為填充水；b濕潤水泥顆粒表面，在表面形成一層足夠厚的水膜，此部分水為表面層水；c滿足水泥的初期水化，稱為水化水；d水泥中如含有疏松多孔組分，會吸收水分到孔隙內(nèi)部，此部分水為吸附水。決定需水量的主要因素包括以下幾個方面：

(1)從礦物組成來看，C3A的標準稠度需水量最大，C2S最小，大致順序C3A>C3S>C4AF>C2S，即與水化速度大小基本一致。C3A的含量與標準稠度需水量成線性關(guān)系。

(2)熟料中堿含量增加，水泥標準稠度需水量增大，這是國內(nèi)外水泥研究工作者得到的共同結(jié)論。實驗研究表明，當(dāng)水泥堿含量從1.0％增加到2.20％時，標準稠度需水量從27.3％增加到30.3％。

(3)有人認為，水泥比表面積為300～400m2／kg時，若水泥粒徑分布斜率n和熟料反應(yīng)活性不變，比表面積每增加100m2／kg，則水泥標準稠度需水量增加1.6％。其中水泥粉體空隙率增加和形成水膜的物理因素導(dǎo)致水泥需水量增加0.8％，熟料反應(yīng)面積增加所引起的化學(xué)因素導(dǎo)致水泥需水量增加0.8％。

(4)混合材種類和摻量對水泥標準稠度需水量有很大的影響。有些混合材可降低需水量，有些可使需水量基本保持不變，有些則可能大大增加水泥標準稠度需水量。隨著石灰石摻量增加，水泥標準稠度需水量下降。當(dāng)摻量從0％增加到30％時，需水量從25.0％下降到23.6％。這主要是石灰石比熟料易磨，在相同粉磨條件下，石灰石比熟料更細，因此能填充熟料顆粒之間的空隙，減少其空隙用水。另一方面，石灰石基本上是惰性的，不與水起化學(xué)反應(yīng)。

其他混合材從0％增加到30％時，水泥需水量分別為：摻入礦渣水泥需水量仍為25.0％左右；摻沸石則提高到28.6％；摻粉煤灰為25.6％，略有增加；摻煤矸石增加到27.0％。

2 石膏對需水量的影響

石膏的形態(tài)通常有生石膏(CaSO4·2H2O)、天然硬石膏(CaSO4)、半水石膏(CaS O4·0.5H2O)、可溶性硬石膏(CaSO4)，其溶解度見表1。由表1可見，天然硬石膏和生石膏的溶解度相近，可溶性硬石膏和半水石膏的溶解度相近。但是，它們的溶解速率有很大的差別，半水石膏溶解速率快，天然硬石膏比生石膏的溶解速率慢得多，可溶性硬石膏是用生石膏或半水石膏有控制地脫水制成的，溶解速率慢。因此它們之間的匹配也影響水泥的流變性能。活性高的C3A溶解快，水泥中早期Ca2+和的水平高，所用的石膏中應(yīng)有適量溶解速率快的組分；活性低的C3A溶解較慢，水泥中的Ca2+和不應(yīng)在早期就消耗完，應(yīng)當(dāng)在后期還有一定的水平，故所用的石膏中應(yīng)有適量溶解速率慢的組分(表1、圖l)。

圖1 石膏的溶解速率

不同摻量的脫硫石膏與天然石膏相比較，對水泥物理性能的影響不大，水泥ld強度摻脫硫石膏好于摻天然石膏，但水泥后期強度摻天然石膏好于摻脫硫石膏。隨著脫硫石膏摻量的增加，水泥標準稠度用水量相應(yīng)減小。

3 顆粒特性對需水量的影響

水泥中顆粒分布越窄，堆積空隙率越大，標準稠度用水量越大；水泥顆粒形貌越好，圓度系數(shù)越高，與水接觸表面積越小，標準稠度用水量越小。不同的粉磨工藝磨制的水泥顆粒分布和顆粒形貌有所差別，與圈流磨水泥相比，開流磨水泥顆粒分布較寬，圓度系數(shù)大，需水量小，輥壓機預(yù)粉磨會使水泥標準稠度用水量略有增加。圓度系數(shù)是指：與顆粒投影面積相等的圓周長和顆粒投影面積的周長之比。

4 結(jié)束語

(1)影響水泥需水量的因素很多，包括熟料品質(zhì)、產(chǎn)品細度(比表面積)、混合材和石膏品種及摻量、粉磨工藝等；

(2)粉磨工藝不同，得到的產(chǎn)品顆粒級配不同，顆粒形貌亦有差別。一般來講，粉磨效率越高，顆粒級配越窄，顆粒球形度越小，但是顆粒級配可以通過工藝參數(shù)的調(diào)整進行優(yōu)化；

(3)顆粒級配是影響水泥需水量的關(guān)鍵參數(shù)，RRB分布曲線中的n值與需水量存在較好的線性關(guān)系，即n值越小需水量越??；

(4)輥壓機預(yù)粉磨系統(tǒng)中的顆粒級配和球形度主要決定于球磨機的配球和操作參數(shù)，控制物料在磨機內(nèi)的流速，可以有效改善成品的顆粒級配，從而調(diào)節(jié)水泥的需水量；

(5)混凝土的工作性能和力學(xué)性能與水泥的標準稠度需水量不存在完全的對應(yīng)關(guān)系，混凝土試驗表明，需水量介于26％～28％之間的水泥配制的混凝土整體性能較好。