通用水泥常见问题的思考(下)

<<2017年11期

（接上期）

3.3 小于3um、小于1um的熟料颗粒实际情况

实际的水泥生产过程中，不同等级的通用水泥允许掺有不同比例的混合材， 崔健等总结“我国水泥品质与国际水泥平均品质相比，具有熟料含量较少（约62%），混合材掺入量较多（约34%），强度较低的缺陷。我国水泥的等级结构是32.5级占74%，42.5级占21%，52.5级占5%”¹⁸。由于混合材相对于熟料的易磨性不同，由于较熟料难磨的矿渣单独粉磨成混凝土掺合料的普遍应用、成本、水分高等原因矿渣与水泥熟料混合粉磨时，矿渣量占比并不高，一般在5%左右（矿渣水泥除外）。对于大型水泥企业来说，混合粉磨中混合材用得较多的是价格便宜、货源充足、易磨性好的石灰石、火山灰质等，其掺量范围一般在8～25%不等。若水泥粉磨是球磨机系统，对于P.C32.5R、42.5，P.O42.5、42.5R等常用的通用水泥细度控制指标，目前的现状是：80um的筛余一般小于1～2.5%不等，45um的筛余一般小于9～15%不等，比表面积在330～380m²/kg。这个控制指标结合公认的硅酸盐水泥最佳性能颗粒级配来说，通用水泥中的熟料颗粒“＜3um细颗粒不超过10%，＜1um细颗粒最好没有”应该说是普遍情况。因为＜1um颗粒的主要成分应该是易磨性好的石膏、石灰石、粉煤灰等材料，而微细的石灰石、粉煤灰颗粒这类材料的活性不用置疑较同粒径的熟料弱很多。随着混凝土生产技术的进步，在混凝土中配制矿粉、1～2级粉煤灰等微细掺合料占到混凝土中胶凝材料比例达15～40%不等，“使用量最大的C30普通混凝土中水泥熟料占比在0.5以下”⁹，从而水泥中“＜3um细颗粒不超过10%，＜1um细颗粒最好没有”的熟料颗粒在配制混凝土时所用胶凝材料中的占比就更低了，从而对水泥、混凝土性能的不利影响或损害较大的小于1um的熟料微细颗粒也就很少。

3.4 两种不同颗粒级配的讨论

张大康认为“合理的水泥粒度分布应该含有较少的3um以下的熟料颗粒，同时混凝土中应含有足够的3um以下混合材颗粒，使得熟料和混合材组成的水泥颗粒接近于Fuller曲线。”¹⁹另依据胡如进等总结的“水泥最佳性能级配与Fuller级配的比较表”¹³与张大康绘制的“水泥最佳性能RRSB曲线与Fuller曲线图”^15、16，在粒径1um以下、2um以下、3um以下时，水泥最佳性能级配比最有利于混凝土性能的Fuller级配（颗粒最紧密堆积级配）的颗粒含量分别低19%左右。似乎这两种不同颗粒级配相差甚远，存在一定矛盾。要注意是RRSB级配与Fuller级配所指对象和目的均不同，其级配存在较大差异是必然的，水泥最佳性能级配（RRSB级配）是指最利于水泥熟料颗粒水化速率与水化程度的级配，同样大小的熟料颗粒用于混凝土中保持相同的外界条件时其水化速率与水化程度可假定为变化很小或变化可忽略不计，它仅是混凝土中所用胶凝材料的一个组分。而Fuller级配适用于直接配制混凝土的所有胶凝材料的级配。如果盲目追求将水泥熟料与混合材混合粉磨工艺的水泥颗粒级配调控为靠近Fuller级配是不恰当的。在这里要将张大康合理的水泥粒度分布观点¹⁹中的“水泥”理解为配制混凝土的的胶凝材料（水泥+掺合料之和），“混合材”理解为混凝土中胶凝材料中来源于水泥中的混合材与混凝土配制过程中直接使用的掺合料等微细颗粒（其比表一般在420～450m²/kg左右，比水泥更细一些）之和。从而，混凝土中的胶凝材料接近颗粒Fuller曲线级配可以不与水泥混合粉磨时要求的熟料颗粒性能最佳级配相一致，可以通过除水泥之外的胶凝材料如掺合料或配制专用水泥等进行优化调控而达到配制混凝土的胶凝材料接近颗粒Fuller曲线级配。两种不同级配不能相差较大的误解就自然得到消除。

3.5 小结

文献指出“混凝土行业抱怨现在的水泥太细，首先没有区分熟料和混合材各自的粒度分布；其次也没有明确指出哪个粒径范围的熟料颗粒偏多。”¹⁵经过上述剖析，目前我国生产通用水泥的细度、颗粒级配并非如某些人担忧的细得不得了，对水泥混凝土性能影响较大的小于3um熟料微细颗粒并不多。唐鸿芳曾介绍所在公司生产“P.O42.5使用5～10%的湿矿渣，控制小于3um水泥颗粒在16%以内时，净浆流动度变化也不大”²⁰，也能印证在熟料与难磨的矿渣混合粉磨时极易出现小于3um熟料微细颗粒较多的情况，但实践中表现的是小于3um熟料微细颗粒并不多，且对水泥使用时的工作性能影响并不大这个事实。水泥企业可以根据各自的熟料与混合材的易磨性、生产工艺流程、装备、强度等因素，在水泥细度80um的筛余一般小于1～2.5%不等，45um的筛余一般小于9～15%不等，比表面积在330～380m²/kg内，确定出满足水泥使用者需求的水泥细度、颗粒级配。水泥使用者对符合上述范围内细度的通用水泥品种，不用过分担忧对混凝土带来太多不利影响。

处理水泥与减水剂不相容问题的讨论

4.1 讨论

水泥与减水剂之间的相容性影响因素众多，存在相容性好坏的问题，有的商混站对水泥厂直接提出“按推荐掺量掺减水剂后水泥净浆流动度≥180mm，以满足使用要求。”²¹做为合同指标来要求。

在使用水泥与减水剂时，如果碰到两者相容性不好。部分商混站等主张更换减水剂厂家，也有的主张更换水泥厂家或水泥品种。水泥生产厂家、减水剂生产厂家、商混站等三者之间往往为此出现互相质量推诿、扯皮。如果水泥与减水剂的相容性问题不能得到解决，最终要么失去用户，要么影响到施工工期、材料浪费与工程质量等。

相容性不好的水泥与外加剂，若分别拿去检验，各自都会符合国家标准要求。这就反映了即使质量单独都合格的水泥与减水剂，它们在一起配制的混凝土拌和物并不理想，相互之间没有普适的相容性，必然存在同一品种、等级与批次的水泥与不同厂家或不同品种、批次的高效减水剂相容性不同。或存在同一品种高效减水剂与不同厂家同一品种与等级的水泥，或同一水泥厂家不同品种、等级与批次的水泥相容性都不同。

由于水泥与减水剂之间的相容性影响因素众多，大型水泥企业由于每天水泥生产量相当大，一旦出现水泥与减水剂相容性较差的情况，若要等到水泥在使用过程中才发现相容性变差的问题，由此反馈信息才知道的话，就会给企业带来较大的负面影响或经济损失。质量管理的较高境界是预防，而不仅是水泥在市场里出了问题后如何去补救/挽救；为了在实践中能及时发现或查明两者不相容时的原因，或及时调整采取一些补救措施，使这种不相容能消除萌芽状态或解决在水泥出厂前，是最经济的办法。

4.2 思考

首先，市场里减水剂生产厂家众多，生产减水剂的品种、工艺、配方、合成与复配条件等均不相同。尤其是市场里用量较大的聚羧酸盐类减水剂更是对不同的水泥选择性相当强，但减水剂的生产工艺参数调整相对水泥生产更容易、灵活与便捷一些。水泥企业要总结摸索出某企业或某品牌、某型号的减水剂对自己生产的水泥适应性好些，或主动就近找减水剂厂家专门针对自己的常规水泥品种与等级开发出相应的减水剂品种与型号，当市场里碰到水泥与减水剂不相容时，可以及时排查原因，少走弯路，使问题尽快得到解决。市场里减水剂母液主要有两大系列，一类是聚羧酸盐类，一类是萘系，其性能差异比较大。

其次，要选用某两种适应好的减水剂做为自己主导产品的基准减水剂（两类不同类母液减水剂各一种），每日进行水泥净浆流动度检验。尽管《水泥企业质量管理规程》中的过程质量控制没有对此做相关要求，以及水泥的净浆流动度与混凝土现场用同样水泥不同原材料试配的混凝土坍落度之间的相关性不是非常紧密，但同一减水剂、其它原材料与不同批次的水泥试配的混凝土坍落度之间的对应关系还是有规律可循。已有不少大型水泥企业为适应市场需求建起了混凝土试验室，水泥企业即使做不到这一点，对出厂水泥质量的控制也至少应结合本厂的实际情况，建立起出磨/出厂水泥净浆流动度检测、控制目标值与波动范围。在目前没有更好的检验方法提前判断水泥使用时与减水剂的相容性好不好时，水泥企业每日检测水泥净浆流动度是及时发现问题、预防水泥到使用现场与减水剂相容性突然变化引起质量纠纷的有效方法。

第三，定期与商混站等水泥使用者、合作伙伴基准减水剂厂家交流沟通，水泥与减水剂实际配制混凝土时坍落度的情况，及时修正调整优化减水剂质量、水泥净浆流动度控制目标值与波动范围。

总之，一旦出现水泥与减水剂相容性不好时，影响因素很多，既可能有水泥质量发生波动属水泥本身带来的问题，当然就要从工厂内部查找原因找到解决办法。但也可能是水泥质量波动之外的原因，只有把水泥生产企业、减水剂生产企业、使用水泥与减水剂的混凝土生产企业三者联合起来，形成一个整体来处理，站在全局的高度，才能减少施工过程中出现的此类质量纠纷，减少互相推诿、抱怨、拆台、扯皮等，才能使此类质量纠纷得到妥善解决。包先诚等曾介绍“SW公司为国家重点工程郑西客运专线提供低碱水泥时，在混凝土试配期间，水泥与外加剂适应性问题曾严重困扰了水泥生产者SW公司、施工单位、外加剂生产厂，但SW与苏博特外加剂厂相互配合，通过三方的共同努力，圆满地解决了这一问题，确保了工程的正常进行。”²²

结束语

从水泥生产过程到用水泥制成混凝土成品是一条产业链，在这个链条里，随着水泥企业大型化，如何不断满足市场里各类通用水泥用户的不同需求，及减少质量投诉、纠纷，是每一个大型通用水泥生产企业将传统产品在市场竞争中取得竞争优势，立于不败之地的前提条件。水泥企业既要加强企业自身的精细管理，也要尊重市场规律与科学，实事求是的与用户及混凝土外加剂等第三方保持沟通联系，共同解决、满足不同用户的多样化需求。

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