减少水泥标准稠度需水量的途径

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1、万方数据2001年1期弼南建材190前言减少水泥标准稠度需水量的途径王善拔广州建筑材料工业研究所(510030)刘洪超华新水泥股份有限公司(435002)水泥标准稠度需水量是衡量水泥建筑性能的重要指标，因它影响混凝土的水灰比，因此影响到混凝土的强度和其他性能。一般说来，水泥标准稠度需水量少，则混凝土的单位需水量少，即水灰比小，混凝土较致密，强度高，耐久性比较好。因此，混凝土生产者都希望选择标准稠度需水量少的水泥。水泥生产者在生产水泥时，也必须尽量减少水泥标准稠度需水量。本文拟从熟料矿物组成、碱含量、水泥细度、颗粒形状及级配、混

2、合材的种类及掺量等方面讨论对水泥标准稠度需水量的影响，并提出减少水泥标准稠度需水量的途径和措施。1影响水泥标准稠度需水量的因素水泥标准稠度需水量主要包括填充水泥颗粒之间空隙的水、水泥颗粒表面吸附的水和小部分矿物如GA及GS水化的化学结合水。水泥颗粒之间的空隙用水与水泥颗粒形状及其级配有关，而水泥颗粒表面吸附水膜用水则与水泥颗粒形状和大小即比表面积有关，水泥水化用水则与矿物组成有关。1．1熟料矿物组成的影响从矿物组成来看，GA的标准稠度需水量最大，QS最小，大致顺序是C3A>C3S>C4AF>QS，即与水化速度大小基本一致。图1

3、为GA含量与水泥标准稠度需水量的关系⋯，从图可见，水泥标准稠度需水量与C3A含量成直线关系。当QA含量从4％增加到10％时，标准稠度需水量从26％增加到32％，几乎每增加1％GA，标准稠度需水量就增加1％。有人认为，水泥标准稠度需水量每增加1％，每立方米混凝土需水量相应增加6—8Kg。若以每立方米混凝土水泥用量为400Kg计，那么混凝土水灰比就增大0．015～O．02，相当于C30一C40混匹配的问题，解决了大体积混凝土中由于温差应力而产生破坏。3应用前景按目前市场价：普通硅酸盐水泥300元／吨，石、砂40元／m3，钢渣的材料

4、费为0，外加剂FI)N一9001按8000元／吨，H一1按5000元／吨，对三组混凝土成本进行初步的核算如表6。表6三组混凝土的成本核算材料SSCRCCPCC水泥(元／m3)88120集料(元／m3)30外加剂(元／m3)1152332合计(元／m3)115141182由表6可以看到钢渣砂浆比普通水泥混凝土要经济。由于钢渣是钢铁工业目前急须解决的工业废渣，因而材料费用可以不计，其成本主要是利用工业试剂制备外加剂部分。如果利用一些工业副产品来制备钢渣砂浆中的外加剂，还能降低钢渣砂浆的成本。钢渣砂浆是利用工业废渣制备的一种能替代水

5、泥混凝土的建筑材料，其性能优异，成本低廉，还能节约资源、能源、减少环境污染，具有不可估量的经济和社会效益，应用前景十分广阔。参i篓．鬟薹萎：÷■摹童妻j羹譬÷毒i；；耋』i孽兽薹童l羹喜；甓羹萋差露搴j萎9譬荔}垂j季一耄摹薹薹篓誊譬霪辇萋；霎匿i；目i。i；专童磊毫；委置jj至妻季囊季譬薹熏薹莓；至!鋈妻耄嚣墓满足全国陶瓷业需求的一半；原矿得到综合利用，提取粘土后，再提取陶瓷用石英砂，余下的石英砂又可应用于制造玻璃和其他行业。该社年人均劳动生产率高达20万美元。2．2成型工艺技术目前国外日用陶瓷成型工艺除已有的滚压成型、注浆

6、成型和塑压成型外，具有较大进展和应用前万方数据20沥南建材2001年1期图lQA含量与水泥标准稠度需水量的关系冰＼避雕S*O5lO152530水化时问／min图2QA在不同溶液中的水化速度凝土强度下降2Ⅷa左右。因此从熟料矿物组成看，应减少GA含量，但考虑到GA对早期强度的贡献以及生产的实际需要，GA含量不能太低，有人建议用于制备高性能混凝土时以小于8％为宜。为什么C3A的需水量大呢?原因可能有两方面，一是因为在四种矿物中GA水化最快。据报道，水泥水化初始反应期为5分钟，此时水泥水化约1％，而在10—15分钟内已有0．4～1．

7、6％的GA水化[2I，这样就消耗了一部分水。在这段时间还可能有少量C3S和C4AF水化，而C2S水化速度最慢，在这段时间几乎完全不水化，因此需水量最少。图2为QA在不同溶液中的水化速率[3I。从图可见，C3A的水化速率是相当快的。QA在四种单矿中密度最小。C3S、C2S、QA和C4AF的密度分别为3．25、3．28、3．04、3．77，因此单位重量的体积QA最大，C4AF最小，这样在GA颗粒表面形成的水膜(有人认为0．22弘m厚)所需水量最大。而在C；AF表面形成同样厚度的水膜所需的水最少。1．2碱含量的影响熟料中碱含量增加，

8、水泥标准稠度需水量增大，这是国内外水泥研究工作者得到的共同结论。笔者[4]的实验室研究表明，当水泥碱含量从1．0％增加到2．20％时，标准稠度需水量从27．3％增加到30．3％。图3是根据文献[5j提供的生产实践数据绘制的水泥标准稠度需水量与碱含量的关系图。从图可见，碱含量增