普通水泥与减水剂适应性差的原因分析及解决措施

普通水泥与减水剂适应性差的原因分析及解决措施

12 国道果子沟高速公路核心段———高架桥, 其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, 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C 3A 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 厂水泥的几家混凝土搅拌站, 反映情况很好, 水泥与减水剂适应性差、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。