水泥厂应向预拌混凝土站提供什么样的水泥

　　一、预拌混凝土需要什么样的水泥

　　预拌混凝土与传统的现场搅拌制作混凝土有许多不同点。笔者从事水泥生产40年．又在混凝土搅拌站工作3年左右．据我所知，混凝土搅拌站如使用水泥不当或水泥本身存在某种品质缺陷时．就可能出现如下问题：(1)混凝土强度迭不到设计要求；(2)在混凝土制作和使用时，水泥与外加剂适应性问题突出，或流动性能差，或坍落度损失大．致使施T时流动性能差或凝结过快．无法施工，有时甚至在运输途中发生凝固；(3)混凝土结构出现变形、裂纹；(4)混凝土上程外观颜色不一．影响美观。

　　上述问题的存在，影响了混凝土的施工性能和工程质量，当然混凝士出现问题是多种因素造成的，不能全归罪于水泥，但在混凝土组成材料中，水泥作为主要的胶凝材料．其生产工艺、品质指标，必然会对混凝上的性能起重要的影响．特别是预拌混凝土的制作和供应．与传统的现场搅拌方法相比较，有其特殊的技术要求，有人提出应将“用来制备预拌混凝十的水泥分类为专用水泥”．笔者认为，充分关注混凝土搅拌站的需求．生产和提供“与预拌混凝土相匹配的水泥”是当务之急。我们认为该种水泥起码应满足如下一些要求：(1)水泥各项技术’性能必须满足现行国家标淮要求外，特别应保持产品的匀质性和稳定性．化学成分、细度、各龄期强度等级、凝结时间、标准稠需水量等指标不能有较大波动，特别是强度值不能大起大落；(2)在配制混凝土时需水量要小．流动性要好，与外加剂有较好的适应性；(3)水泥粉磨时不仅要控制制细度(比表面积)，而且要台理控制水泥颗粒级配和颗粒形状；(4)水泥混合材品种的匹配、掺人量要科学、合理；重视石膏品种的选择；(5)重视出厂水泥温度的控制；(6)在混凝十有特殊要求时，应提供专用的水泥，如有低碱要求时应提供低碱水泥；有低热要求时，要应用水化热侣的水泥(如：中热水泥、低热矿渣硅酸盐水泥)。

　　二、满足预拌混凝土站使用的水泥应有的性能

　　1、应将水泥的匀质性与稳定性放在第一位．确保出厂水泥的稳定。

　　目前，新型干法同转窑生产高强度水泥已不再困难，也不再是制备高等级混凝士的制约因素。 

　　水泥强度的大幅度波动，无疑会严重影响混凝土强度等级的被动，混凝土设计(配制)时使用的Bolomy公式表明，混凝土28天抗压强度与水泥实际强度是成正比的．因此关键在于水泥厂提供的实物强度必须要稳定，否则就会引起混凝土强度大幅波动。

　　目前水泥厂生产高质量熟料的技术已比较成熟，而保持水泥匀质性和稳定性则主要在于保证进厂原燃材料的稳定、生产过程的稳定、有效的均化措施、合理储存量、出厂水泥严格控制。对于匀质性问题，一般来说立窑厂比旋窑厂差．大型窑、大型磨的产品匀质性、稳定性好．但不能忽视的是．有些厂的同一品种、同一强度等级的不同批次水泥，其技术指标，如强度、颜色、需水量波动较大，而与外加剂适应性上波动更为突出．究其原因．是在工厂生产、设备、质量管理方面存在不稳定因素．水泥厂应立足于自身进行改进。还应提倡水泥厂与搅拌站加强沟通．当水泥厂生产条件发生变化时．应主动告知用户，以采取适当的防范措施。

　　2、从水泥生产角度出发．努力解决外加剂和水泥适应性问题。

　　混凝土外加剂与水泥不相适应的情况．是工程施工经常困扰我们的重要问题。它涉及到水泥、混凝土、化工等行业。如果外加剂与水泥没有良好的适应性，混凝土搅拌站是无法正常作业的。解决它们之间适应性的问题是双向互动的问题，首先需要外加剂及水泥生产研发部门重视起来，加强互相交流协作。

　　在适应性的问题上．水泥的影响因素很多．一般认为：水泥熟料的矿物组成、水泥细度(比表面积)和颗粒级配、石膏的种类和掺量、混合材种类和掺量、水泥温度和水泥的陈放时间等因素都会影响水泥适应性。

　　(1)、水泥熟料成分的影响。不少学者针对水泥熟料中的C3S、C2S、C3A、C4AF外加剂的吸附性和吸附量进行了研究．发现C3A对外加剂的吸附量远高于其他矿物组成，其排序为：C3A>C4AF>C3s≥C2S，这是由于C3A水化速度最快，对减水剂的吸州量最大。还可明显看到C3A含量高的水泥，其标雄稠度加水量上升(有人作了定量研究，当C3A上于}1％．其标准稠度用水量也增加1％，而混凝土用水量也相应提高6—7kg／m3)，因此我们希望熟料中能C,A要少一些。

　　(2)、石膏的种类及掺量。不同品种和形态的石膏由于其溶解速度和溶解度不同、杂质含量的不同．在很大程度上影响外加剂使用效果，掺不同形态石膏的水泥在预拌混凝土中使用后，其效果是大相径庭的。韩越、何廷树等人在研究了“不同石膏种类及掺量对高效减水剂——缓凝剂——水泥三元体系的辅助塑化效应的影响”后指出：“当奈系高效减水剂掺量为1％的条件下，掺用二水石膏时．5种缓凝剂(三聚磷酸钠、葡萄糖酸钠、柠檬酸白糖、六偏磷酸钠)水泥净浆流动度的绝对值最大．流动度的经时损失最小，所以采用二水石膏作为熟料的调凝剂是最佳选择”．而“在所用的3种石膏(半水石膏、二水石膏、无水石膏)中，硬石膏与减水剂相容性最差”。因此我们必须明确认识到：按现行水泥标准作检验时，虽然不同品种、形态的石膏作缓凝剂都可能是适宜的．但在预拌海凝土中由于掺人了外加剂，情况发生了变化，会发生水泥与外加剂不适应的情况。

　　此外．磷石膏、氟石膏等工业副产品由于其杂质及含量波动也会影响水泥和外加剂的适应性。

　　笔者曾在实际工作中经历过如下3种情况，应特别引起水泥厂家注意：a●曾在2004年10月发现一直在使用的适应性良好的某厂水泥，某日混凝±发生急凝．追究其原因是使用了工业副产品磷石膏所致；b)2005年某厂水泥在一搅拌站使用时，发生未到目的地就发生凝固，经查成分并无差异，也用二水石膏，但后经检验该石膏其SO3虽在35％左右，但结晶水只有4％．实际上该石膏是硬石膏与二水石膏的混生物．由于仍然存在溶解速度的问题，致使发生不适应状况；c)水泥厂在粉磨水泥时使用了优质二水石膏，但如不控制好磨内温度，仍可能因温升过高．造成石膏脱水．工程使用时也发生急凝、假凝现象。

　　(3)、粉磨细度(比表面积)及颗粒级配和颗粒形状。水泥细度问题是混凝土界和水泥界分歧最大的问题之一。为了最大限度地发挥熟料潜能，目前多数水泥企业十分注重粉磨细度，一般来说水泥磨得越细(比表面积越高)，细颗粒越多，水泥水化越快，有利于强度的发展。在混凝士界则认为，越细的水泥需水最越大．与外加剂相容性越差，水化热越大，开裂敏感性越大。

　　此外．不少研究结果指出，水泥的颗粒形状对外加剂的适应性起明显影响．水泥颗粒越接近球形．其比表面积越小，外加剂塑化效果就越好，辊压机作终粉磨时，水泥颗粒形状复杂，需水量偏高。

　　(4)、混合材的品种和掺入量。声威公司技术中心曾对不同混合材(矿渣、粉煤灰、石灰石)以不同比例与熟料共同粉磨制得水泥后，进行了水泥与外加剂适应性的研究，结果表明．加入混合材后能改善水泥与外加剂的适应性，而掺用不剧种类的混合材、不同组合的水泥时则对外加剂适应性会产生不同的效果。

　　在磨制好的纯水泥中掺入矿渣粉、粉煤灰、石灰石等混合材是有利于改善浆体流动性能的，即改善水泥适应性．而双掺效果较单掺好。此次试验情况表明．对改善水泥适应性的排序是：石灰石>矿渣(430m2／kg)>矿渣(380m2／kg)>粉煤灰(二级灰)>粉煤灰(经60分钟粉磨比表面积为550m2&g)。该结论可作为生产时选择混合材种类、复掺组合的参考。

　　由于掺不同种类的混合材的水泥对外加剂吸附能力不同，从而产生了不同效果，从我们的经验看．矿渣对萘系减水剂适应性优于掺煤矸石的水泥．主要表现为流动性差、坍落度经时损失大，当掺矿渣过多时易产生泌水。而掺不同品种形态粉煤灰时水泥与外加剂适应性差异较大，使用优质粉煤灰(含碳量<5％)时的塑化效果好，而使用粗粉煤灰、含碳量高(>5％)的粉煤灰时塑化效果差。应提倡在水泥生产中复掺混合材．而磨细石灰石粉最有利于改善适应性。

　　（5）、水泥中含碱量。某公司将生产数据中的碱含量与适应性好坏进行排队后发现，对外加剂适应性较好的水泥碱含量均较低，而适应性较差的水泥碱含量相对较高，碱含量越低对水泥的适应性越有利。所以控制较低且较稳定的碱含量，对提高水泥的适应性是有意义的。

　　（6）、水泥温度及存放时间。水泥温度过高，其不良后果有二：一是可能造成石膏脱水(一般认为二水石膏在超过1350c时将失去结晶水，变为半水石膏)；其二是，即使右膏未脱水，由于较高温度下的水泥水化速度较快。

　　水泥厂为了加快周转，希望水泥尽快出厂，而混凝土界从经验中得知，“新鲜水泥”会影响外加剂的塑化效果．反而希望使用陈放一段时间后的水泥。事实上出粉磨设备时间，间隔越短，由于水泥粉磨时产生电荷。颗粒问吸附、凝聚的能力较强．因而致使适应性变差。

　　3、水泥厂家应充分关注混凝土搅拌站的预拌混凝土工作性能及工程质量．及时解决所出现的问题．提供适应用户“个性”要求的产品。

　　(1)、低碱要求：某些丁程对使用水泥提出了低碱要求．水泥厂家应更改原料(采用低碱硅石或砂岩代替黏土)，改变窑磨工艺操作参数，按标准要求生产Na20<0.6％的水泥。

　　(2)、低水化热水泥：2005年某搅拌站接受弧洲最大的32mx22m×118m、超厚墙体3．2m厚，γ射线辐射能最为15MV防辐射混凝上结构的预拌混凝土的供应．需低热矿渣水泥，但当时在陕西省暂无此资源．而工程急需开工，经认真选择，某水泥厂提供了低C3A含量(熟料中<6％)的PC32．5R水泥．经试验其水化热符合要求、配制混凝土收缩率低．与减水剂适应性好，混凝土强度满足设计要求．经专家论证后在工程中使用，效果良好，最可喜的是在施工阶段有效地控制了可见裂缝。

　　(3)、防止产生变形裂缝：在实际工程中混凝土产生裂缝是多种原因．而非单一因素所导致。而混凝土产生变形裂缝的原因．诸多与水泥直接有关。因此水泥厂应适应预拌混凝土的需要，从矿物组成、细度、混合材、石膏、碱含量和水泥品种等方面进行优化。水化速度快、水化热高且释放快、需水量大等均影响混凝土的开裂，应随实际需要适度更改化学成分、粉磨细度、石膏、混合材品种和掺人量，只有双方紧密合作，裂缝问题还是有望缓解和解决的。