水泥与外加剂相容性影响因素研究
发布时间：
2022-07-21 11:42
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摘 要
为探究影响水泥与外加剂相容性的因素，本文从混合材品种、水泥温度、外加剂品种、石膏形态等对水泥与外加剂相容性进行试验研究，得到了水泥与外加剂相容性受混合材品种、水泥温度、石膏脱水情况、助磨剂品种、外加剂品种等诸多因素的影响规律。为追求水泥质量的稳定性，在生产控制中应对影响水泥稳定性的混合材品种、助磨剂品种、水泥温度以及石膏形态等重要因素进行合理控制，从而减少生产中质量的波动。
提到水泥与外加剂相容性问题，大家都会想到石膏形态、水泥细度、水泥温度、混合材种类等变化对水泥与外加剂相容性的影响，但是具体影响的情况如何，这些因素中哪些因素影响更大呢？为此，我们从这些因素着手对水泥与外加剂相容性影响进行了系统试验，现总结如下。
1 混合材品种对水泥与外加剂相容性影响
为了解不同混合材对水泥与外加剂相容性的影响，本文采用P•O52.5水泥为基准样，按P•O42.5水泥配比配入不同的混合材（单掺或多掺）进行水泥砂浆流动度检测，试验时固定采用一家单位外加剂进行砂浆流动度检测，其检测结果如表1所示。
表1 不同混合材配制P•O42.5对砂浆流动性影响
从表1可知：
（1）混合材单掺时扩展度经时表现为：矿渣和石灰石为倒增长，电炉渣几乎无变化，玄武岩为损失，初始流动度仅掺石灰石的最好，其他偏低且相当。
（2）混合材复掺时，砂浆初始扩展度均比单掺提高，且均表现为倒增长；在多种复掺比例中，矿渣∶电炉渣∶玄武岩=2∶1∶1时其倒增长略小，矿渣∶电炉渣∶玄武岩=1∶1∶1时其倒增长大，其他几种比例相当。
2 水泥温度对水泥与外加剂相容性影响
每年夏季水泥与外加剂相容性问题凸显，客户对水泥温度的关注度提升，常有市场反馈水泥温度高适应差的问题，那么不同水泥温度到底对水泥与外加剂相容性影响情况如何呢，我们采用同一水泥分成多份，在常温（20℃）、65℃烘箱、75℃烘箱、85℃烘箱环境下烘1h让其水泥达到不同的温度，并立即从烘箱中取出进行净浆、砂浆流动度试验，试验结果见表2。
表2 不同温度水泥流动度试验
从表2的数据可知，在相同外加剂掺量时，室温条件下的水泥其净浆和砂浆流动度同比65℃以上水泥差异性特别明显，65℃、75℃、85℃三个温度水泥净浆和砂浆流动度初始降低特别明显，但65℃的砂浆流动度比75℃、85℃水泥略高，而75℃、85℃的水泥几乎无明显差异，由此可见水泥常温状态和在65℃及以上时，其流动度差异非常明显，但是达到65℃后，温度再升高到85℃其砂浆和净浆流动的状态变化是非常小的。
3 不同助磨剂及外加剂对水泥与外加剂相容性影响
采用不加助磨剂的水泥（称为“空白水泥”）中滴加缓凝型助磨剂和非缓凝型助磨剂，同时采用不含缓凝组分1#外加剂和含缓凝组分2#外加剂进行净浆流动度试验，试验结果如表3所示。
表3 不同助磨剂水泥与不同外加剂流动度试验
从表3可知：
（1）采用不含缓凝组分的助磨剂与不含缓凝组分的外加剂时，水泥净浆流动度表现为微损失，但用含缓凝组分的2#外加剂时水泥净浆流动度初始变大且1h还倒增长39mm。
（2）采用含缓凝组分的助磨剂与不含缓凝组分的外加剂时，水泥净浆流动度初始增加，1h后增长11mm，外加剂换用含缓凝组分的2#外加剂时倒增长61mm，说明助磨剂和外加剂缓凝组分叠加后初始和经时流动度都变大，且1h的增长更明显。
4 相同石膏不同SO3含量对水泥净浆流动度影响
2020年9月在大磨上进行了2次不同SO3含量水泥控制试验，生产的不同SO3含量水泥进行了混凝土试验，试验结果见表4。从表4可见，不同SO3含量的水泥其工作性能差异较小，总体表现为SO3低时（2.25%左右）扩展度经时增长不明显，为此若要控制混凝土反塌现象，可在不明显影响水泥强度的前提下降低SO3的控制目标。
表4 不同SO3含量水泥混凝土试验
5 不同形态石膏对水泥性能影响
为研究二水石膏脱水对水泥与外加剂相容性能影响，将两个不同的出磨水泥储存在85℃的烘箱中（模拟在大库内的存储温度），然后连续3d检测其砂浆和净浆性能及凝结时间，检测结果如表5所示。从表5可知，水泥存储在85℃的环境下，水泥中的二水石膏会继续脱水，半水石膏含量增加，水泥中石膏形态及含量的变化导致了同一个水泥其凝结时间和净浆流动度性能发生了一定的变化：
表5 不同形态石膏水泥性能试验
（1）烘1d后水泥的凝结时间会损失30min左右，说明水泥中缓凝成分（助磨剂中带入部分）在高温环境下出现了变质，导致缓凝效果的变化。
（2）烘1d后水泥净浆初始流动度降低40mm左右，1h经时流动度降低明显，但烘2d以后随着半水石膏含量的增加，1h经时流动度高于初始，出现反增长现象。
6 结论
由以上试验情况可知，水泥与外加剂相容性受混合材品种、水泥温度、石膏脱水情况、助磨剂品种、外加剂品种等诸多因素影响，为此生产中应结合实际情况做好以下控制管理：
（1）混合材控制上，要了解不同混合材对水泥与外加剂相容性影响，尽量减少单掺，控制对水泥与外加剂相容性影响大的混合材比例。
（2）助磨剂中加缓凝成分会增加水泥的净浆流动度，同时使用的外加剂中若有缓凝剂则净浆流动度经时增长明显。
（3）相同石膏不同SO3含量时对净浆流动度影响不大，但若水泥中半水石膏含量变化大时，会导致初始流动度变差，为此在水泥粉磨过程中要注意控制水泥粉磨温度，减少石膏形态的变化。
（4）水泥存储在库内磨内二水石膏会继续脱水形成半水石膏，为此出厂水泥新鲜度也会影响水泥流动性能，降低入库水泥温度有利于稳定石膏形态。
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