粉磨細度對水泥與外加劑相容性的影響
摘要:在化驗室小磨上磨制的不同比表面積的水泥中,摻入不同摻量的萘系高效減水劑和氨基系高效減水劑,測定各試樣的水泥凈漿流動度,研究粉磨細度對水泥與外加劑相容性的影響。結果表明:當水泥比表面積小于400㎡/kg,隨比表面積增加,初始流動度及30min、60min經時流動度逐漸降低,水泥與高效減水劑適應性變差,但變化不是十分顯著,可以通過增大高效減水劑摻量進行改善;當比表面積大于400㎡/kg,隨比表面積增加,初始流動度及30min、60min經時流動度均十分明顯降低,水泥與高效減水劑適應性很差。因此,提出不宜通過過分粉磨來生產高等級水泥。
關鍵詞:水泥;粉磨細度;外加刺;相容性
水泥新標準實施后,部分施工部門感到不適應,感到水泥與外加劑相容性不好,多數人認為是水泥磨制過細造成的。為了探索粉磨細度對水泥與外加劑相容性的影響,尋找適宜的細度控制范圍,進行了本次試驗。
1 試驗材料及方法
1.1 試驗材料
熟料化學全分析見表1,石膏化學全分析見表2。
外加劑:A、B為萘系高效減水劑(粉劑),顏色為淡黃色;C、D為氨基高效減水劑(液態(tài)),C固含量為29.2%,D固含量為32.3%。
1.2 試驗方法
采用5OommX5OOmm化驗室小磨磨制,熟料用5kg,外摻二水石膏(以SO3,計為2.0%),通過控制不同的粉磨時間,磨制出不同比表面積的水泥。各水泥物理性能見表3。
參照GB 50119-2003《混凝土外加劑應用技術規(guī)范》附錄A,進行不同外加劑摻量的水泥凈漿流動度試驗。當水泥凈漿初始流動度大,流動度經時損失小時,則該水泥同外加劑的相容性好。
2 試驗結果與討論
2.1 初始流動度
摻入不同減水劑的各水泥樣品的凈漿初始流動度測試結果見圖1??梢钥闯?,水泥比表面積從300㎡/kg增加到400㎡/kg,對于萘系高效減水劑(A、B),摻量超過1.0%時,凈漿初始流動度變化并不明顯,摻量在0.75%以下時,隨著比表面積增加水泥凈漿初始流動度明顯降低;對于氨基系高效減水劑(C、D),摻量超過1.5%時,水泥凈漿初始流動度變化并不明顯,摻量小于1.2%時,隨著比表面積增加,水泥凈漿初始流動度明顯降低。水泥比表面積從400㎡/kg增加到447㎡/kg,萘系、氨基系高效減水劑各個摻量的凈漿初始流動度都下降明顯。
2.2 30min經時流動度
摻入不同減水劑的各水泥樣品的凈漿30min經時流動度見圖2??梢钥闯?,對于萘系高效減水劑(A、B),在摻量為0.5%時,各個比表面積的水泥凈漿30min經時流動度均低于lOOmm,失去了流動性能,說明外加劑摻量偏低。摻量為0.75%時,凈漿30min經時流動度隨著水泥比表面積增加基本呈現線性降低。摻量超過1.0%時,當比表面積小于400㎡/kg,凈漿30min經時流動度隨水泥比表面積增加略有降低;當比表面積大于400㎡/kg,凈漿30min經時流動度明顯降低。
[Page]對于氨基系高效減水劑(C、D),摻量低于1.2%時,隨比表面積增加,水泥凈漿30min經時流動度逐漸降低,接近線性規(guī)律。摻量超過1.5%時,當水泥比表面積小于400㎡/kg,凈漿30min經時流動度隨比表面積變化不明顯;比表面積大于400㎡/kg后,隨比表面積增加,凈漿30min經時流動度明顯降低。
2.3 60min經時流動度
摻入不同減水劑的各水泥樣品的凈漿60min經時流動度見圖3。可以看出,對于萘系高效減水劑(A、B),在摻量為0.5%時,各個比表面積的水泥凈漿60min后都失去塑性。摻量在0.75%時,隨著比表面積增加,流動度線性降低,當水泥比表面積大于350㎡/kg后,60min經時流動度小于150mm,流動性很差。摻量大于1.0%,當比表面積小于400㎡/kg時,60min經時流動度隨比表面積增加略有降低,當比表面積大于400㎡/kg后,60min經時流動度明顯下降。
對于氨基系高效減水劑(C、D),摻量為1.0%時,當比表面積大于350㎡/kg,水泥凈漿60min經時流動度都小于100mm,失去流動性。摻量為1.2%時,隨水泥比表面積增加,水泥凈漿60min經時流動度逐漸降低,接近線性規(guī)律,水泥比表面積大于350㎡/kg后,60min經時流動性小于150mm,流動性較差。當摻量大于1.5%,比表面積小于400㎡/kg時,凈漿60min經時流動度隨水泥比表面積增加略有降低;當水泥比表面積大于400㎡/kg,則顯著降低。
3 結論
1)當水泥比表面積小于400㎡/kg,隨比表面積增加,水泥凈漿初始流動度及30min、60min經時流動度逐漸降低,水泥與高效減水劑適應性變差,但變化不是十分顯著,可以通過增大高效減水劑摻量進行改善。當比表面積大于400㎡/kg后,隨比表面積增加,初始流動度及30min、60min經時流動度降低均十分明顯,水泥與外加劑的相容性變差。
2)如果以初始流動度≥225mm、60min經時流動保持200mm作為評判水泥與外加劑相容性好的依據,當水泥比表面積為400m㎡/kg,氨基系高效減水劑摻到1.5%,相容性較好;水泥比表面積為447m2/kg,氨基高效減水劑摻到1.7%,相容性基本可以。氨基高效減水劑以3500元/t計,減水劑摻量增加0.2% ,則施工中每噸水泥使用的外加劑成本增加7元左右。將水泥比表面積從400㎡/kg提高到447㎡/kg,根據我廠經驗每噸水泥的電耗增加6元左右,研磨體消耗增加0.35元,而水泥28d抗壓強度僅增加2.7MPa。
3)生產高等級水泥特別是52.5級,不宜依靠過分粉磨,應選用優(yōu)質熟料、混合材,通過合理顆粒級配來提高強度,否則不僅粉磨電耗、研磨體消耗增大,還會使水泥與外加劑相容性變差,得不償失。
4)本次試驗使用的外加劑品種是省內市場通用的高效減水劑。由于時間關系,只選用了4個廠家2個系列4種不同的外加劑,進行試驗得出以上結論,并不排除性能更優(yōu)異的外加劑適應磨得更細水泥的可能。本次試驗數據可作為水泥企業(yè)控制出廠水泥質量的參考,通過對水泥細度進行控制,調節(jié)水泥與外加劑的相容性,提高水泥的應用性能。
5)本文僅對摻外加劑的水泥凈漿流動性能進行了試驗,水泥與外加劑相容性的混凝土試驗研究工作將在今后進行。
參考文獻:
[1]王福川.土木工程材料[M].北京:中國建材工業(yè)出版社,2001.
[2]何廷樹.混凝土外加劑[M].西安:陜西科技出版社,2003.
編輯:王欣欣
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