影响标准稠度用水量的因素

影响水泥标准稠度用水量的因素探讨

2004-2-14作者：余柏新

0 引言

水泥标准稠度用水量的高低对混凝土的性能影响很大。如果水泥的标准稠度用水量大，为确保混凝土的施工性能而加大用水量，则会降低混凝土强度，增加混凝土干缩产生裂纹的可能性，降低混凝土的抗渗性和耐久性。因此，要配制高性能混凝土，不仅要求水泥的强度要高，同时也要求水泥的标准稠度用水量要低，水泥与减水剂的相容性要好。本文就影响水泥标准稠度用水量的因素和降低标准稠度用水量的措施进行探讨。

1 熟料的影响

1．1 熟料率值及矿物组成的影响

根据资料介绍，熟料中4种主要矿物的标准稠度用水量由大到小的顺序是：C3A、C4AF、C3S、C2S。笔者就同一立窑厂熟料的率值及矿物组成与熟料的标准稠度用水量进行统计，见表l。

从表1可以看出，编号A的熟料的标准稠度用水量最低，最理想。其矿物组成的特点是硅酸盐矿物(C3S+C2S)含量高，C3A含量低。

编号A和B的熟料的KH及n基本相同，其硅酸盐矿物(C3S+C2S)基本一样，而且编号B的C2S比编号A略高，但由于B的P比A高，其C3A的含量也高(超过10％)，导致B的标准稠度用水量比A高1．6％。

C、D编号的熟料的标准稠度用水量较低。其硅酸盐矿物的含量虽不及A、B编号的熟料高，但因其C3A的含量较低，故其标准稠度用水量比A略高，但比B却低1．4％。

编号E的熟料，其n与C基本相同，但其P较高，C3A的含量比C高1．9％，标准稠度用水量高O．8％。

编号F的熟料n低、P高，硅酸盐矿物含量较低，而C3A的含量高，故其标准稠度用水量最高。

据用户反映：用A、C、D熟料磨制的水泥各方面的性能较好，用D、F熟料磨制的水泥的施工性能不理想。配制相同强度的混凝土，要达到相同的塌落度，每立方米混凝土的用水量比较，用B熟料磨制的水

泥比用A、C、D熟料磨制的水泥(水泥的品种和强度等级相同)要多用约6kg水，而F熟料磨制的水泥要多用约10kg水，由于用水量增加，为确保混凝土的强度，水泥的用量也要相应增加，加重了混凝土的生产成本。

B、F熟料磨制的水泥配制的混凝土的塌落度经时损失大，与减水剂的相容性差，水泥和水的用量大，混凝土的干缩现象增加，抗渗性和耐久性降低，养护条件要求高。

表2是3家不同窑型水泥厂的熟料的矿物组成及标准稠度用水量的结果。从表2可以看出，3个厂中z厂的熟料的标准稠度用水量最低，其次是x厂的，Y厂最高，这除了生产工艺(窑型)的影响外，与熟料矿物组成(主要是C3A含量)有很大关系。

Z厂的熟料与X厂比较，X厂熟料的n高，其硅酸盐矿物的总量高达77．15％，比Z厂高2．74％，但x厂的熟料的P也高，其C3A的含量比z厂高3．08％，其标准稠度用水量比Z厂高O.8％。

X厂的熟料与Y厂的熟料比较，虽然硅酸盐矿物高5．61％，但C3A的含量也比Y厂高0．41％，其标准稠度用水量仅比Y厂低0．2％。

由此可见：熟料中的硅酸盐矿物总量越高，标准稠度用水量越低；熟料中的C3A含晕越高，标准稠度用水量越高。就矿物组成对熟料的标准稠度用水量的影响而言，在C3A的含量是影响标准稠度用水量的主要因素。

要适当提高熟料的n，提高硅酸盐矿物的总量，特别是要降低熟料的P，以减少熟料中水化快、水化热大的C3A含量，控制熟料中C3A含量不超过8％为宜，最好<7％，SO3的含量1％以下(如Z厂)，以达到降低水泥标准稠度用水量，提高水泥与减水剂的相容性的目的。

1．2 熟料烧成质量的影响

表3是2种不同烧结情况的立窑熟料的标准稠度用水量的对比。虽然2种熟料的各率值很接近，但由于烧成质量不同，其标准稠度用水量相差很大。

散粒黄心的轻烧料由于烧失量高，生烧料中仍有部分碳没有燃尽，碳对水的吸附作用显著，造成熟料的标准稠度用水量增大；轻烧料中的CaO高，而且这种fcaO是轻烧的，与水的反应速度快，造成熟料的标准稠度用水量明显增大。

烧成温度高、烧结好、冷却快的葡萄串状熟料，其烧失量和fCaO低，所以其标准稠度用水量也低。

因此，一定要有较高的烧成温度，而且要让物料在烧成带停留足够时间，使燃料燃烧完全，物料反应充分，矿物晶体发育完整，提高熟料烧成率，降低熟料的烧失量和fCaO。通过高温煅烧、熟料急冷的途径，使C3S固溶部分A12O3、Fe2O3，减少熟料中C3A的形成，或使C3A以玻璃体的形态存在，减少二次fCaO 的产生，以达到降低熟料标准稠度用水量的目的。

2 水泥比表面积的影响

表4是通过小磨试验测得比表面积对水泥物理性能的影响结果。从A1、A2、A3和A4的情况可以看出，水泥的配比相同，随着比表面积的增加，水泥的标准稠度用水量增加，凝结时间缩短，强度增加。但如果比表面积过大而引起水泥的标准稠度用水量过大，则对混凝土的性能不利。提高水泥的比表面积不仅使水泥的标准稠度用水量增加，而且使粉磨电耗增加。因此，在实际生产中，要合理控制水泥的比表面积，既要考虑水泥的强度，又要考虑水泥的标准稠度用水量和生产成本，比表面积控制在350—400m2／kg比较理想。有条件的厂家，最好能定期做水泥颗粒级配的检测，选择合适的水泥颗粒级配，不要满足于以水泥的细度来控制指导生产，因为细度(80um方孔筛筛余量)相同的情况下，有时水泥的比表面积和颗粒级配相差却很远。

3 混合材的种类及掺入量的影响

1)使用优质的混合材，如矿渣、优质粉煤灰等磨制的水泥的标准稠度用水量较低；掺烧煤矸石、烧粘土或烧失量较高的粉煤灰磨制的水泥的标准稠度用水量较高；用适量的石灰石作混合材对降低标准稠度用水量和改善混凝土的施工性能有利。

2)在混合材品质相同的情况下，混合材的掺入量越大，水泥的标准稠度用水量越高。从表4中的

A4和A5可以看出，A5比A4多掺10％的混合材，其标准稠度用水量升高了1．2％。

有的企业采用多掺混合材和提高水泥比表面积的方式生产水泥，虽然水泥达到了相应的强度等级，甚至强度较高，如A5比A1多掺10％的混合材，但A5的比表面积比A1高214m2／kg，其抗压强度比A1高得多，然而，由于A5这种水泥的标准稠度用水量高(比A1高1．8％)，用其配制的混凝土的性能却不理想。

4 石膏的影响

石膏作为水泥中不可缺少的组分之一，其主要作用是缓凝和激发水泥的强度。石膏的形态、品位等