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高性能混凝土对水泥品质特征的要求
高性能混凝土的研究和应用提升了我国混凝土技术的总体水平，带动了优质矿物掺合料和外加剂的综合研发利用。近年来，功能型、复合型高性能掺合料的研发以及减水率在30％以上、保塑性较好的聚羧酸类减水剂的研制，为高性能混凝土的应用发展提供了强有力的技术支持。混凝土技术的发展，对水泥品质特征提出了新的要求。如何生产出适合高性能混凝土用的水泥，是水泥企业值得关注的问题。笔者作为水泥的最大用户— — 预拌混凝土企业，对目前杭州地 区所用水泥品质存在的问题提出一些看法和建议。
1 杭州地区水泥品质现状 水泥标准稠度用水量过大， 多数厂的水泥在27%以上，个别达29.5% ；其次是出厂水泥温度过高，90℃以上的不在少数。标准稠度用水量和出厂水泥温度控制指标在水泥标准中并没有明确的要求，但标准稠度用水量过大和出厂水泥温度过高对混凝土所产生的影响是很大的，比较直观的是配制混凝土时与外加剂适应性差、混凝土单方用水量提高、强度降低。 2 试验及分析 2．1 水泥标准稠度用水量的影响 2．1．1 不掺外加剂时水泥性能试验 对4个水泥厂生产的P·042.5水泥，分别采用固定用水量法(GB／T17671-1999)和调整用水量法(固定胶砂流动度)对比试验，结果见表1。 从表1可见，水泥的标准稠度用水量差异较大，在24.3%～27.2%221N，用水量最大相差达11.9%。水泥胶砂强度采用固定用水量法试验时，胶砂流动度在154～170ram之间，流动度最大相差9.4%；若水泥按混凝土要求采用等流动度(180mm_+5mm)的胶砂制作试件，水泥强度下降明显(其中B水泥下降幅度最大)。由此，我们认为水泥标准稠度用水量直接影响?昆凝土单位用水量，从而影响其强度。
2．1．2 水泥对外加剂适应性试验
1)不同厂家水泥掺外加剂适应性试验结果如表2所示。表2表明，当砂浆流动度为180mm_+5mm时，不掺外加剂单方用水量在234～242ml，最大相差3.4% ；掺用外加剂单方用水量在186～20lml，最大相差8.1%；减水率波动在16.9%～20.5%。
外加剂对水泥净浆的分散性能差异更大，净浆流动度在90～197ram之间。
2)对标准稠度用水量大的B水泥和标准稠度用水量小的D水泥，选用4种相同质量档次、不同厂家的外加剂进行不同掺量的净浆流动度保留值试验，结果分别见表3和表4。
表3表明，B水泥对外加剂的适应性差，初始净浆流动度小，且净浆流动度损失较大。掺量1.6%时，60min净浆流动度损失率平均为31.9% ，最高达42.0% ；掺量1.8%时，60min净浆流动度损失率平均为39.0%，最高达49.6% ；掺量2.0%时，60min净浆流
动度损失率平均为52.6% ，最高达62.7%。
从表3还可以看出，通过调整外加剂的掺量，初始流动度虽有所增大，但60rain净浆流动度损失仍达到44.8%-62.7%。说明对外加剂适应性不好的水泥，若采用同一档次不同厂家的外加剂还是不能解决适应性问题。
从表4看出，D水泥与外加剂适应性较好。掺量1.6%时，60min净浆流动度损失率平均值非常低，仅为6.0%；掺量1.8%时，60rain净浆流动度损失率平均值只有4.1% ，最高损失率也只有9.6%；掺量2.0%时，60rain净浆流动度损失率平均值为5.54%。D水泥的初始净浆流动度是B水泥的1.46～2.42倍，且净浆流动度损失小，60rain流动度损失最大也只有14.6% ，与B水泥的净浆流动度损失最高达到62.7%形成了鲜明的对比。
3)在相同水泥用量和保持同坍落度的情况下，B水泥与D水泥配制的混凝土强度增长情况见表5
表5中D水泥比B水泥单方用水量少10-15kg，28d／7d强度增长率D水泥平均为61.0%，B水泥平均为50.8%；设计强度达到率D水泥平均为125% ，B水泥平均为111%。
2．2 水泥温度的影响 不同温度的水泥固定流动度时胶砂强度试验结果见表6。
从表6可以看出，水泥温度对单位用水量及胶砂强度有较大的影响。与水泥温度22 相比，当水泥温度为37℃ ，用水量增加1.5%时，28d抗压强度降低6.4%，抗折强度降低1.2%；当水泥温度为57℃ ，用水量增加3.0%时，28d抗压强度降低10% ，抗折强度降低3.4% 。
3 提高水泥品质特性的几点建议 3．1 从标准源头提出水泥性能的要求 预拌混凝土企业主要使用普通硅酸盐水泥与硅酸盐水泥。水泥品质性能的好坏，必须从水泥在混凝土中的使用性能和应用效果两方面来衡量，水泥标准也要有一个“观念”的转换。混凝土技术向高性能发展，需要水泥具有适应混凝土高性能要求的品质特征，以减少混凝土的单位用水量。建议普通硅酸盐水泥与硅酸盐水泥标准中应增加以下指标以适应预拌混凝土企业使用要求： 1)应有水泥标准稠度用水量指标(≤26.0%)。考虑水泥熟料在比表面积350m2／kg时，标准稠度用水量在24%～25%，即使普通硅酸盐水泥允许有不超过15%的混合材掺入．也必须严格控制水泥的标准稠度用水量≤26.0%。 2)提出水泥和外加剂相容性要求。目前，我们对水泥厂提出，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。 3)要有出厂水泥温度控制要求(≤65℃)。若不重视以上3方面的性能要求，水泥生产过程 中的一些表观通病也难以改进。如：国标规定，普通硅酸盐水泥中混合材料掺量不得超过15%，但实际较多的水泥厂家和粉磨站，其混合材料的种类和掺量远远超过国家标准规定；有些粉磨站将从不同水泥厂采购的熟料混储，致使同一厂家、同一等级的水泥矿物组分差异很大，对烧制质量差的熟料往往以提高粉磨细度来满足早期强度要求，造成28d强度增长率低；在混合材料上，不同电厂排放的粉煤灰混储，也未按国标要求按批进行粉煤灰的质量控制，一些烧失量高的粉煤灰照用不误，其他混合材料五花八门等。混合材料种类及掺量对水泥的标准稠度用水量、水泥与外加剂的相容性及配制混凝土时的需水量影响很大，也直接决定了配制混凝土的施工性能和耐久性能。
3．2 加强水泥与混凝土两大行业间技术交流和沟通 目前，大多数水泥生产厂家对混凝土技术的发展和对水泥的高性能化认识还不全面，这主要是水泥、混凝土分属两个行业。混凝土技术人员在水泥应用中注重的技术关键，水泥行业的技术人员不了解也不理解，往往认为生产的水泥只要符合国家标准就行了。水泥的一些品质特征也因国标的局限，未引起水泥技术人员的重视和关注。 |
| 原作者： 浙江华威建材有限公司 周 群 周堂贵 |
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