降低掺火山灰质混合材水泥需水量的有效措施

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摘 要：掺火山灰质混合材的水泥需水量大，这对于许多水泥生产厂家来说都是一个非常棘手的问题。因为水泥标准稠度需水量是衡量水泥建筑性能的重要指标，它直接影响混凝土的水灰比，进而影响到混凝土的和易性和强度。一般说来，水泥标准稠度需水量少，则混凝土的拌和用水就少，混凝土硬化后结构致密，强度高，耐久性好，配制混凝土时就可以适当减少水泥和外加剂的用量，达到节约成本的目的。因此，预拌混凝土企业在选择水泥时总是希望水泥的需水量越小越好。

关键词：水泥；火山灰；蓄水量

我公司生产的水泥也存在着同样的问题，水泥净浆标准稠度需水量较高，P・O42.5水泥的标准稠度需水量一般29%～31%。有些预拌混凝土企业宁可用高一点的价格买其他的水泥，也不买我们的水泥，随着商品混凝土日益普及，我们的水泥在市场竞争中渐渐处于劣势。所以尽快把水泥的需水量降低，就成了我们公司必须解决的一个问题，这关系到企业的生存。可喜的是通过我们的努力，在水泥组成材料不改变、生产成本不增加的前提下，我们把水泥的标准稠度需水量降低了3个点。现在把我们的作法提供给大家，希望对广大使用火山灰质混合材生产水泥的同行能有所帮助。

为了解决这个问题，首先要找到水泥需水量大的原因，我们知道水泥的需水量用水主要包括以下四个部分：1.水泥颗粒的间隙，此部分水为填充水；2.水泥颗粒表面，在表面形成一层足够厚的水膜，此部分水为表面层水；3.水泥的初期水化（主要是铝酸三钙的水化），称为水化水；4.水泥组分中如含有疏松多孔的颗粒或颗粒本身有裂缝，会吸收水分到孔隙、裂缝内部，此部分水为吸附水。针对以上四点对我们的水泥进行分析后发现；多年来我们一直使用沸石作为水泥混合材，沸石具有很好的火山灰性，其水泥胶砂28天抗压强度比高达85%，所以我们生产的水泥后期强度和耐久性都非常好，被广泛的应用在一些重要的建筑工程中。但是由于沸石具有天然的疏松多孔结构，加水后大量的水要被吸附到沸石颗粒内部的孔隙中，随着水泥中沸石掺量的增加水泥的标准稠度需水量大幅增加，这应是以沸石作混合材的水泥需水量大的主要原因。同时还发现为了保证熟料的易烧性，我们的生料配料过程中采用了较高的铝氧率，烧成熟料中的铝酸三钙含量一般大于10%，大量的铝酸三钙使水泥的初期水化用水量增加，这也是导致我们的水泥需水量高的又一个原因。另外，我们还知道水泥颗粒间的填充水是水泥需水量的主要来源。我们决定从这三个方面着手来解决问题。

首先，对生料配料进行了调整，降低了生料的铝氧率，熟料中铝酸三钙含量由原来的10%降至8%以下。有效的减少了水泥的初期水化用水。

其次，调整了水泥的配比。在水泥中掺入了石灰石，有效的减少了吸水量较大的沸石颗粒在水泥中的含量。

最后，水泥生产采用分别粉磨的方式，就是把沸石和石膏一起粉磨的粗一些，比表面积小一些，目的也是为了减小水泥中沸石颗粒的吸水量。把熟料和石灰石一起粉磨的细一些，这样做的好处主要是石灰石比熟料易磨，在相同粉磨条件下，石灰石比熟料磨得更细，细小的石灰石颗粒就能填充熟料颗粒之间的部分空隙，从而减少其空隙的填充用水，再加上石灰石基本是惰性的，不与水起化学反应，本身的晶体结构吸附水也很少，所以石灰石和熟料一起粉磨后也可减少熟料颗粒间的填充用水。在这样的理论指导下，我们进行了小磨试验，具体作法是这样的。

1 试验样的制备

1.1 试样配制

取生产用的熟料、石灰石、沸石、脱硫石膏。先烘干至水分小于1.0%，再用小破破碎到粒度见2～7mm（脱硫石膏是粉状不用破碎），按表1中的比例配成六份水泥试验样。

1.2 试样粉磨

以第一份试样为例，先称取熟料4643g和石灰石357g，一起入∮500×500小磨粉磨，磨至细度（0.045mm方孔筛筛余）小于5.0%。再将沸石4167g和脱硫石膏833g一起入∮500×500小磨磨至细度（0.045mm方孔筛筛余）为25%～30%。

1.3 试样制备

取磨好的熟料和石灰石混合样3500g、沸石和脱硫石膏混合样1500g，充分混合均匀后，作为第一份试验样。同样的方法制出其他的五份试验样。

2 试验样检验

对以上的六份试样按标准进行化学分析和物量检验，结果如表2。

从表2可以看出，六个试验样均达到了《通用硅酸盐水泥》GB175-2007中规定的P・O42.5水泥的有关技术要求，实现了我们降低水泥需水量的目的。

以上的试验结果可以看到，对于掺火山灰质混合材的水泥，通过降低生料的铝氧率、采用分别粉磨生产方式和适当掺加石灰石的措施，是可以把需水量降到正常水平的。