2010-05-10 16:59:24 来源:水泥人网

水泥的高性能化

    摘要:

本文从配制高性能混凝土及降低同等级商品混凝土生产成本的要求出发,提出了水泥高性能化的含义及其应具有的特性。并根据大量实验结果得出的水泥制备工艺条件、水泥颗粒分布、混合材等因素对水泥性能的影响及其与配制混凝土性能的关系,提出了现阶段水泥高性能化的判断方法,以及从熟料烧成工艺条件、水泥颗粒分布、混合材的优化等方面实现水泥高性能化的技术措施。

1 前 言

生产水泥的目的是满足各种混凝土建筑工程的需要。国标中水泥按强度分等级,是为了满足混凝土建筑工程的基本物理性能要求。从广东过去几十年混凝土材料的发展过程来看,上世纪80年代前,工程绝大部分使用低标号混凝土(C30以下)。低标号混凝土对配制技术或配制材料的要求均较低,外加剂(减水剂)甚少用到混凝土工程。在此情况下,无论是立窑水泥或湿法窑、干法窑烧制的转窑水泥,在配制混凝土时抗压强度差异不大。即使今天,按此条件配制混凝土来进行对比,大部分的强度结果均有类似规律。

但从上世纪80年代到本世纪初,随着经济的高速发展,混凝土工程的大型化及混凝土材料的高性能化要求越来越多。以广州近几年混凝土材料的设计、施工要求来看,出现了垂直高度300多米的泵送混凝土,高抛自流平(26m高度抛下、免振)等高工作性能的混凝土;C80高强混凝土,F5.0~6.0的高抗折、耐磨性好的道路混凝土;S20高抗渗、耐酸耐碱混凝土;低收缩抗开裂混凝土,广州新机场跑道的高强、抗冲击、耐磨、低收缩率混凝土;低水化热、高强度的大体积混凝土等等。混凝土材料性能要求越来越高,数量日益增多。为满足城市化及混凝土材料性能提高的要求,广东省商品混凝土搅拌站已有上百家,外加剂普遍使用,与外加剂相容性好的高标号水泥被首选、配制混凝土的粗细骨料质量要求及配制技术不断提高。这些均是提高混凝土材料性能的措施及保证。从混凝土材料的发展及配制技术的提高,人们也越来越认识到水泥高性能化的重要性。简而言之,社会、经济的发展,要求混凝土材料的高性能化。这促进了混凝土技术的发展,为配制高性能混凝土及降低生产成本,又提出了水泥的高性能化。它是混凝土高性能化及低成本生产混凝土的基础。目前广州市绝大部分重点工程、尤其是对混凝土性能要求较高的工程所用水泥均为省内几家大水泥厂提供,这主要是由水泥性能决定的。

立窑、湿法窑、新型干法窑厂家若能不断改善生产工艺条件,优化工艺参数,提高水泥性能,实现或部分实现水泥的高性能化,可在成本相差不大的条件下生产出性能更优越的水泥,使其配制相同等级混凝土的成本更低、性能更好,水泥产品市场竞争力更强。

2 水泥高性能化的含义

目前水泥生产厂家对水泥的高性能化认识不全面。在我国水泥与混凝土分属于两个行业,生产水泥的技术人员不了解混凝土技术及进展,更不懂得如何使水泥的性能与配制混凝土技术相适应,往往将高标号、高比表面积的水泥认为是优质水泥的唯一标准,结果出现了水泥与外加剂相容性差,配制大体积混凝土时温度应力大、收缩大及耐久性差等问题。

本文认为:水泥性能的优劣必须从水泥在混凝土中的使用性能及效果来衡量。水泥的高性能化应包括以下三方面的含义:(1)是用现代先进技术生产的可大幅度提高各项物理性能的水泥。(2)可满足混凝土性能的不同要求,显著改善混凝土的工作性能、力学性能、耐久性能,更有利于实现混凝土的高性能化。(3)在配制混凝土时,能够用最少的水泥用量来达到高性能混凝土目标。

国标GB175-1999中已对各等级的水泥物理性能作了要求及规定。但要使水泥在配制混凝土,尤其是配制高性能混凝土时体现出更优良的性能,还应注意以下几点:(1)水泥的标准稠度要低。这对减少配制混凝土时的需水量,提高混凝土性能有利。(2)水泥胶砂的抗折、抗压强度高。这与所配制混凝土的力学性能及生产成本直接相关。(3)水泥与外加剂相容性好。水泥与外加剂相容性的好坏决定了配制混凝土时的需水量、塌落度经时损失、外加剂掺量等,直接影响着混凝土拌合物的工作性能、混凝土的力学性能及生产成本。这是水泥高性能化中最重要的性能之一。(4)水泥配制砂浆和混凝土时泌水率小、水化热低、化学收缩值较小。这对所配制混凝土的耐久性、体积稳定性有直接关系。

从现阶段认识来看,水泥的高性能化应具有以下的特点:配制混凝土时需水量低、流动性好、与外加剂(高效减水剂)有较好的相容性;具有较高的胶砂强度,在配制混凝土时,能减少水泥用量,增大矿物掺合料用量,实现混凝土的绿色化;水泥的颗粒分布合理,使之更有利于提高混凝土的工作性能与耐久性能。

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