普通水泥与减水剂适应性差的原因分析及解决措施

312国道果子沟高速公路核心段———高架桥,其商品混凝土设计泵送垂直高度215m,泵送最长距离超过400m。使用A厂生产的P·O32.5R水泥,在加入萘系高效减水剂后商品混凝土需水量大,流动性差,坍落度损失较大。在调整砂率及减水剂掺量等参数后,效果均不明显,无法进行远距离商品混凝土泵送施工。

1普通水泥与减水剂适应性问题的表现

A厂对坍落度损失大的两批水泥进行试验,商品混凝土配比见表1,坍落度损失对比见表2。

从表2可以看出:采用现有水泥与商品混凝土配比,无法满足用户1h坍落度>180mm的要求。

2适应性差的原因分析

2.1水泥细度(颗粒分布)的影响

A厂水泥磨为Ф3.0m×11m闭路磨,水泥颗粒分布0～3μm含量在20%左右,3～32μm仅占30%左右,水泥颗粒分布不合理,使水泥需水量大、水化速度偏快,加剧了水泥与减水剂的不适应性。造成这种现象的主要原因是由于磨机研磨体级配不是很合理,存在部分过粉磨现象。

2.2混合材种类的影响

A厂使用的混合材主要是石灰石和煤矸石,煤矸石吸水性强,与减水剂的适应性差,从而影响水泥与减水剂的适应性。

2.3熟料矿物成分的影响

A厂是我公司2006年底新投产的1 600t/d新型干法生产线,2007年1～5月熟料成分统计见表3。

从表3中可以看出,2007年1～5月生产的熟料C3A平均为8.6%,其中5月份C3A的含量平均达9.67%,由于熟料中C3A含量波动较大,时高时低,直接对水泥与减水剂适应性造成影响,是造成商品混凝土坍落度损失大的主要原因。

3解决措施

3.1调整配料方案

根据熟料矿物与减水剂的相容性的大小顺序,减少C3A的含量。重新设计熟料的率值为:KH=0.91±0.02,n=2.5±0.1,P=1.0±0.1。原料从三组分配料改为四组分配料,原料配比及熟料率值控制见表4。调整配料方案后熟料的化学成分、率值及矿物组成见表5。

从表5可以看出,调整后熟料矿物组成较合理,C3A含量大幅降低。

调整配料方案前后熟料物理性能对比见表6。从表6可以看出,调整配料方案后,由于熟料矿物成分的变化,导致熟料标准稠度用水量减小,流动性能变好,凝结时间延长30～40min,熟料3d强度稍微下降,28d强度基本保持稳定。用调整后的熟料生产水泥进行对比,调整前后水泥性能见表7。

3.2调整混合材的掺量

在水泥中掺入8%的矿渣与石灰石,同时相应减少煤矸石的掺量,可以改善水泥与减水剂的适应性。

3.3优化水泥颗粒级配

为进一步改善水泥性能,又重新调整了磨机研磨体级配(见表8),提高二仓的研磨能力,使水泥颗粒分布合理化,减少0～3μm颗粒含量,增加3～32μm颗粒含量。同时控制水泥细度≤3.5%;SO3指为:1.9%±0.2%。加强粉磨系统的控制,减少过粉磨现象。磨机研磨体级配调整后水泥主要颗粒分布见表9。

4效果

通过以上措施的实施,从6月21日起P·O32.5R水泥与减水剂的适应性得到明显改善。采取措施后,P·O32.5R水泥掺FDN-12减水剂商品混凝土坍落度损失见表10。

我们走访了使用A厂水泥的几家商品混凝土商砼站,反映情况很好,水泥与减水剂适应性差、商品混凝土坍落度损失大的问题得到了较好的解决。

5体会

1)影响A厂水泥与减水剂适应性的主要因素是熟料矿物组成和混合材的种类。因此需严格控制熟料中C3A含量在4.0%～6.0%之间,同时掺入一定量的矿渣,可使水泥净浆保持良好的流动度。

2)入磨熟料温度控制在80℃以下,加强磨内通风,避免出磨水泥温度过高引起石膏脱水而影响水泥与外加剂的适应性。

3)控制合适的水泥细度,确保最佳水泥颗粒分布,以达到较高水泥强度,改善水泥和易性与泌水性,改善水泥与减水剂的适应性。

4)由于配料方案的大幅度调整,生料中Fe2O3含量增加,烧结范围变窄,熟料煅烧时必须保证窑内通风顺畅,严禁操作大起大落,宜采用“薄料快烧”方法,否则会出现结圈、结球与结炉现象。

（来源：混凝土机械网）