水泥品質(zhì)與商品混凝土性能

吳慶嘉

（江蘇高郵市強(qiáng)力混凝土有限公司，江蘇 高郵225600）

0 前言

近年來，商品混凝土得到迅速發(fā)展，混凝土技術(shù)也得到不斷推進(jìn)。但混凝土這種廣泛應(yīng)用于建筑業(yè)的大宗材料，受到原材料性能的影響，顯示出受供應(yīng)材料的制約，影響著商品混凝土性能的提高。越來越多的人們在關(guān)心著混凝土的使用壽命，這種進(jìn)步是對社會可持續(xù)發(fā)展的認(rèn)識，反映了人們更加務(wù)實地重視混凝土科技進(jìn)步，為我國的基礎(chǔ)建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提出了更高的要求。

混凝土的耐久性問題研究已得到建筑科學(xué)技術(shù)與混凝土科學(xué)技術(shù)界的認(rèn)可?；炷恋钠茐某３Ｓ苫瘜W(xué)侵蝕或化學(xué)、物理和機(jī)械荷載的共同作用引起，混凝土的裂縫及抗凍、抗?jié)B、抗碳化性能與荷載降低了混凝土的耐久性。水泥作為混凝土的最主要膠材，其物理性能、化學(xué)性能對混凝土性能起著比其它材料更重要的作用，充分認(rèn)識到水泥品質(zhì)性能在混凝土中所起的作用，對掌控商品混凝土性能有著很重要的現(xiàn)實意義。

1 水泥的物理與化學(xué)性能指標(biāo)

1.1 水泥的強(qiáng)度

GB175—2007《通用硅酸鹽水泥》標(biāo)準(zhǔn)中，水泥膠砂強(qiáng)度檢驗配比由水泥1：標(biāo)準(zhǔn)砂3：水膠比0.5（W/C）的試驗取得。這是為克服原來應(yīng)用水泥漿試塊造成在試驗中存在一定難度與偏差大而采用的試驗方法。

水泥的強(qiáng)度來自水泥石中礦物，水泥硬化體強(qiáng)度增長分別為C3S>C2S>C4AF>C3A；C3A 礦物早期強(qiáng)度高，早期水化熱大，但C3A 對總的水泥強(qiáng)度增長的貢獻(xiàn)應(yīng)該是最小的。現(xiàn)代水泥生產(chǎn)中有適當(dāng)降低C3A 礦物含量的訴求。

水泥強(qiáng)度除受四種礦物組成與水灰比的影響外，還與石膏摻入量、水泥顆粒、礦物料的摻入、拌合程度、拌合方式、養(yǎng)護(hù)條件等因素有關(guān)。

混凝土配合比設(shè)計配制的強(qiáng)度等級與水泥強(qiáng)度有著密切聯(lián)系。由于水泥強(qiáng)度波動大，造成混凝土強(qiáng)度波動大，這是屢見不鮮的。商混公司從經(jīng)濟(jì)合理性角度出發(fā)，設(shè)計配比的富余強(qiáng)度值常制定在標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度值的1.15～1.25 倍。在其它原材料等不變的情況下，當(dāng)水泥強(qiáng)度低于正常供應(yīng)的水泥強(qiáng)度值超過5MPa 時，混凝土28d 強(qiáng)度質(zhì)量會受到威脅。

目前商品混凝土公司逐步增多采用P·O42.5R 型水泥，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中P·O42.5R 型水泥3d 強(qiáng)度為22MPa,而P·O42.5 水泥3d 強(qiáng)度為17MPa,相差5MPa；雖然正常供應(yīng)的P·O42.5 水泥3d 強(qiáng)度也能達(dá)到22MPa,但水泥廠為了確保R 型水泥的早期強(qiáng)度要求，或多或少會采取一些提高水泥早期強(qiáng)度的措施。如適當(dāng)提高水泥熟料中C3S 與C3A 礦物含量，增加水泥的比表面積，調(diào)整混合材的摻量與品種，摻用助磨劑，使用脫硫石膏等措施。這些措施中多項對商品混凝土的坍落度損失，凝結(jié)時間，早期塑性收縮，增加裂縫機(jī)率及耐久性質(zhì)量有影響。水泥品質(zhì)除需注重硬性指標(biāo)強(qiáng)度等外，考慮對商品混凝土性能潛移默化的影響是水泥領(lǐng)域探討與研究的方向。

1.2 水泥細(xì)度

水泥細(xì)度是水泥廠生產(chǎn)中檢測頻次最多的物理性能指標(biāo)。水泥細(xì)度的粗細(xì)對水泥的水化速率與水化完全程度有著相當(dāng)影響。水泥細(xì)度粗，粗顆粒水泥的水化速率減慢，并使其不能水化的顆粒量增多，影響著水泥強(qiáng)度的正常發(fā)揮。水泥細(xì)度過細(xì)，使水泥早期水化速率加快，早期水化放熱速率增快，水泥早期強(qiáng)度明顯提高，如不能合理的調(diào)整水泥煅燒熟料的配比，水泥后期強(qiáng)度增長減少，28d 以后的強(qiáng)度增長減少對水泥石的耐久性有影響。所以，水泥細(xì)度應(yīng)控制在適當(dāng)范圍內(nèi)，讓其水化速率適合水泥強(qiáng)度正常發(fā)揮的要求。

GB175—2007《通用硅酸鹽水泥》標(biāo)準(zhǔn)中增加了R 型水泥，水泥廠為了適應(yīng)R 型水泥早強(qiáng)要求，普遍采用提高水泥出磨細(xì)度措施使水泥早期強(qiáng)度得到提高。目前水泥廠提供的水泥比表面積在350～370m2/kg 居多，比表面積比該標(biāo)準(zhǔn)前使用的水泥約提高10%左右。

水泥比表面積的提高對水泥的質(zhì)量并沒有什么影響，但大型水泥廠的水泥85%以上都是供給混凝土公司應(yīng)用，比表面積提高，加速水泥顆粒完全水化，對混凝土的外加劑適應(yīng)性、坍落度經(jīng)時損失、早期塑性收縮、干燥收縮等均有一些影響，施工后如再不有效養(yǎng)護(hù)時，混凝土的碳化，耐久性都會受到影響。

1.3 水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度

標(biāo)準(zhǔn)稠度是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的一個水泥漿體稠度。標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量是指水泥與加入的水按要求攪拌達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度時所需的用水量，水與水泥質(zhì)量之比以百分?jǐn)?shù)表示。標(biāo)準(zhǔn)稠度試驗的目的是測定水泥凝結(jié)時間、安定性及水化熱。

當(dāng)水泥與水混合時，發(fā)生復(fù)雜的物理和化學(xué)反應(yīng)，水與水泥顆粒表面的礦物立即發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成含有水分的化合物，并釋放出一定的熱量，這就是“水化”。水泥與水拌合后，形成具有可塑性的漿體，然后逐漸變稠，失去的塑性達(dá)到規(guī)定值，這就稱為“凝結(jié)”。

水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的多少與多方面因素有關(guān)，在相同的礦物含量時水泥也會顯示出不同用水量，因水泥的水化活性取決于其加工過程，即水泥熟料煅燒速率、溫度和冷卻效果，這些會影響到礦物相在熟料中的分布，晶體尺寸大小、晶體缺陷的程度、晶型轉(zhuǎn)變等。熟料粉磨水泥時有個石膏摻量問題，很重要的是C3A 的活性和硫酸鈣（CaSO4）的溶解度、溶解速率，并與溶液中的硫酸鹽離子濃度和可溶堿等有關(guān)。

水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的多少明顯的影響到外加劑適應(yīng)性問題，通常用水量小的水泥與外加劑適應(yīng)性均較好，反之就差。標(biāo)準(zhǔn)稠度大，即用水量大的水泥對混凝土水灰比有著直接的影響，影響到混凝土強(qiáng)度的下降，反映出混凝土用水量大、坍落度損失快、收縮大、開裂多、碳化大、耐久性降低。所以標(biāo)準(zhǔn)稠度大的水泥應(yīng)引起水泥界人士的重視。

1.4 水泥的凝結(jié)時間

水泥與水拌和反應(yīng)的物理變化是水泥漿體從可工作的塑性狀態(tài)轉(zhuǎn)變成堅硬的脆性材料。水泥漿凝結(jié)過程分為初凝和終凝，可以采用標(biāo)準(zhǔn)的方法進(jìn)行測定比較。水泥中摻入一定量的石膏能起到調(diào)節(jié)水泥凝結(jié)時間的功能。

當(dāng)水泥中未摻石膏時，與水拌和會產(chǎn)生急凝現(xiàn)象，其鋁酸鹽相（C3A）會與水迅速反應(yīng)，C3S 也會有顯著的水化作用。水泥比表面積又高時，則會產(chǎn)生急凝。急凝后產(chǎn)生的水泥團(tuán)塊很難再散開，所以對水泥混凝土的品質(zhì)會產(chǎn)生很壞的影響。

但急凝程度取決于C3A 含量及水泥比表面積大小等。當(dāng)C3A 含量在8%以下，比表面積不超過320m2/kg 時，一般還不會產(chǎn)生急凝；當(dāng)C3A 含量較低，而比表面積較高時仍有可能產(chǎn)生急凝。但不摻石膏的水泥熟料是較難粉磨的。由于水泥中缺少CaSO4含量，即生成的鈣礬石與硅酸鈣凝膠比例失調(diào)，造成水泥強(qiáng)度受到一定影響。

當(dāng)水泥中石膏摻量低時，對水泥的調(diào)凝時間并不能起到有效作用；試驗證明水泥中SO3含量達(dá)到1.5%以后調(diào)凝時間作用有顯著改善。但由于SO3過高時對水泥體積產(chǎn)生膨脹破壞，所以，要注意根據(jù)石膏中SO3含量來確定水泥中石膏摻量，一般石膏摻量在3%～6%之間。

1.5 水泥中的SO3含量

GB175—2007《通用硅酸鹽水泥》標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，水泥中SO3含量不得超過3.5%。水泥中的SO3含量主要來自石膏中，石膏的摻入量對水泥的凝結(jié)、強(qiáng)度、干燥收縮、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、體積穩(wěn)定性、吸水膨脹及水化速率等都有一定或顯著的影響。所以石膏摻量有個最佳值范圍的問題。

水泥中一定范圍內(nèi)的SO3含量控制著C3S 的水化，C3A 與SO3反應(yīng)生成鈣礬石則在誘導(dǎo)期維持漿體流動性，鈣礬石的生成對凝結(jié)時間并沒有直接影響，直至硅酸鈣凝膠（C-S-H）的大量形成，漿體流動性減小逐漸變硬，水泥漿體出現(xiàn)從初凝到終凝的轉(zhuǎn)變。

石膏的摻入影響到C3S、C3A 的水化與體積的穩(wěn)定性，最佳摻入量應(yīng)對應(yīng)最大強(qiáng)度和最小干縮。而事實上石膏摻量并不能確定對應(yīng)最大強(qiáng)度與最小干縮；因此，實際水泥生產(chǎn)中采用控制摻量范圍。但當(dāng)石膏含量過多，在漿體凝結(jié)后仍會產(chǎn)生過多的鈣礬石，并導(dǎo)致漿體微結(jié)構(gòu)膨脹破壞。而石膏含量過少會產(chǎn)生AFt 相不足，使得水泥水化和強(qiáng)度發(fā)展變得延緩，并受一定影響。水泥中適量含堿量會增加對應(yīng)石膏最佳摻量的范圍。

1.6 水泥中混合材的摻入

在磨制水泥過程中，為了增加水泥產(chǎn)量，降低水泥生產(chǎn)成本與改善水泥的某些性能，常摻入一定量的礦物混合材。這些混合材的摻入，可以延緩水泥的水化速度，提高水泥的保水性能與粘度，對水泥早期強(qiáng)度有影響，但后期強(qiáng)度能達(dá)到或超過不摻混合材的水泥。對新拌混凝土坍落度損失有延時作用。目前混凝土公司均采用摻摻合料的方法拌制混凝土，適量的摻入摻合料對混凝土的施工性能與耐久性有利，能降低混凝土裂縫幾率。

水泥中混合材有?；郀t渣、粉煤灰、火山灰、石灰石、煤干石、鋼渣、煤渣、窯灰等。由于混合材品種及摻量不同，對水泥產(chǎn)生的品質(zhì)性能變化也有差異，摻礦渣的水泥具有一定的泌水性，而摻窯灰、煤渣的水泥時有標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量偏大，干燥收縮也大。對混凝土的徐變、抗?jié)B、抗凍融性能會產(chǎn)生不利影響，新拌混凝土的坍落度損失偏大，耐久性也會受到一定影響。

1.7 水灰比（水膠比）

眾所周知，水灰比是設(shè)計混凝土強(qiáng)度等級的重要參數(shù)，根據(jù)水灰比法則，在一定范圍內(nèi)混凝土強(qiáng)度與拌和物的水灰比成反比，其水灰比（W/C）越小,混凝土強(qiáng)度和體積穩(wěn)定性越高，水泥膠砂同樣具有水灰比越小強(qiáng)度越高的性質(zhì)。對于相同水灰比而言，水泥水化程度越高，則水泥水化越趨于完全，而毛細(xì)孔和未水化水泥顆粒的量相對越少，水泥石結(jié)構(gòu)密實，強(qiáng)度相對就高，耐久性就好。水灰比增大，毛細(xì)孔所占比例相應(yīng)增加，基體的密實度降低，而該水泥石的強(qiáng)度與耐久性隨之降低。現(xiàn)代混凝土的很重要手段，充分利用外加劑的減水功效來降低混凝土的水灰比，使混凝土得以向高強(qiáng)、高性能發(fā)展。

1.8 氯離子的含量

GB175—2007《通用硅酸鹽水泥》標(biāo)準(zhǔn)中，增加了氯離子限量的要求，即水泥中氯離子含量不大于0.06%。氯離子在水泥中的含量得到限量是非常必要的?；炷林械穆入x子的影響可稱得上多米諾骨牌效應(yīng)，主要來自水泥與外加劑中微量元素，在混凝土中極為少量，但長期處在各種環(huán)境介質(zhì)中往往會造成不同程度的損害和整體破壞。而混凝土組成材料的特性及內(nèi)部缺陷更能造成混凝土損害和破壞，其中就與氯離子含量有相當(dāng)關(guān)系。

一方面混凝土是一種多孔的多相無機(jī)復(fù)合材料，混凝土表面粗糙，尤其是有裂縫的表面狀態(tài)與陶瓷、金屬成相基層差異很大；混凝土本身抗凍、抗?jié)B、抗碳化及抗氯離子滲透能力起著防侵蝕鋼筋構(gòu)筑物的關(guān)鍵作用。另一方面混凝土內(nèi)部氯離子含量同樣影響著結(jié)構(gòu)物中鋼筋的脫鈍，當(dāng)鋼筋表面的氯離子含量達(dá)到或超過臨界濃度時就產(chǎn)生脫鈍。如混凝土中一定量的氧和水供給，鋼筋陽極處失去電子生銹，結(jié)構(gòu)進(jìn)入腐蝕階段，隨著時間的推延，脫鈍推進(jìn)的速度主要取決于外部環(huán)境及混凝土本身的氯離子含量與缺陷及抵抗氯離子擴(kuò)散性能。脫鈍的鋼筋產(chǎn)生膨脹破壞構(gòu)造體，使構(gòu)筑物耐久性受到嚴(yán)重影響。

1.9 水泥中的堿含量

水泥生產(chǎn)所采用的原材料中會帶入一些微量組分，這些小于1%的化學(xué)組分對水泥熟料的煅燒過程及礦物性能產(chǎn)生重要的影響。微量組分中最主要的為氧化鈉 （Na2O）和氧化鉀 （K2O），通常以R2O=Na2O+0.658K2O 百分?jǐn)?shù)表示。少量堿存在于水泥生產(chǎn)的原燃料中并不一定全是不利的影響，堿對降低水泥熟料煅燒溫度有利，主要是需看它以什么樣的形態(tài)存在于水泥熟料中。

水泥中堿含量高時給混凝土中發(fā)生堿骨料反應(yīng)提供了首要條件?；炷涟l(fā)生堿骨料反應(yīng)的條件為：（1）混凝土中具有足夠的堿（堿含量3.0kg/m3）；（2）骨料中具有堿活性物質(zhì)；（3）工程處在一定濕度的環(huán)境條件下。三個條件同時存在時才會發(fā)生堿骨料反應(yīng)。混凝土中堿含量大部分來自水泥與骨料中，還要我們注意的是常用的萘系減水劑中，Na2SO4含量在2%～20%間不等，對混凝土中總堿量影響也是不容忽視的。

含堿過高的水泥不僅提供給混凝土中一定量的堿組分，為引起堿骨料反應(yīng)創(chuàng)造條件，同時含堿過高的水泥因部分Na2O會進(jìn)入到C3A 礦物中，增加了C3A 礦物水化活性，這對水泥的需水量、凝結(jié)時間與對外加劑的適應(yīng)性都會產(chǎn)生影響，外加劑對混凝土的保坍效果變差，拌和物坍損變快，凝結(jié)時間縮短，混凝土的工作性能降低。

2 水泥的礦物作用

2.1 硅酸鹽礦物

水泥中的C3S、C2S 為硅酸鹽礦物，其中C3S 是提供水泥強(qiáng)度與凝結(jié)的主體。C3S、C2S 通常在水泥熟料中占到65%～85%。在磨制水泥熟料時需加入3%～6%石膏與部分礦物摻合料，實際水泥中的硅酸鹽礦物相應(yīng)低于水泥熟料中的含量。如水泥生產(chǎn)采用降低硅酸鹽礦物含量方法，則水泥強(qiáng)度會有所下降。如采用過度提高硅酸鹽礦物含量方法，則會影響到C3A、C4AF 熔劑性礦物的含量，過低的熔劑性礦物的熟料反而會影響到硅酸鹽礦物的生成，從而影響熟料質(zhì)量與不經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)狀況，所以保持適宜的硅酸鹽礦物與熔劑性礦物的比例是水泥生產(chǎn)必要的手段，也是保證水泥品質(zhì)非常重要的方面。

2.2 熔劑性礦物

適當(dāng)比例的熔劑性礦物C3A、C4AF 是保障硅酸鹽礦物順利形成的條件，也是保證水泥熟料易燒性與熟料質(zhì)量的必要條件。但C3A 具有最高的早期活性，因而對水泥和混凝土的早期水化及流變性有著重要的影響。

由于C3A 水化時與存有Ca(OH)2和石膏而被延緩，其結(jié)果為緩慢形成鈣礬石。

C3A+3CSH2+26H—C6ASH32(鈣礬石)

C6ASH32+2C3A+4H—3C4ASH(單硫型水化硫鋁酸鈣)

另一方面,水泥中堿的化合物等會加速C3A 的水化。較多的鈣礬石與C-S-H 凝膠的形成導(dǎo)致漿體黏度增加，混凝土流變性隨著漿體微結(jié)構(gòu)的變化向初凝與終凝發(fā)展。實際上混凝土中的C3A 水化還受到其它較多因素影響，如水灰比、外加劑、礦物摻合料、水泥比表面積、環(huán)境溫度等。

3 水泥的其它性能

3.1 水泥的顆粒級配

水泥的顆粒級配與水泥的粉磨形式有關(guān)，目前水泥廠采用的磨機(jī)主要有球磨、輥壓磨、立磨等，國內(nèi)近十年來新上生產(chǎn)線采用輥壓機(jī)加球磨機(jī)磨制水泥居多。但球磨機(jī)分開流與閉流磨，開流磨是將水泥熟料、石膏、摻合料等一起磨制后直接送入水泥庫，這種磨機(jī)工藝簡單，但產(chǎn)量與節(jié)能方面不如閉流磨，且達(dá)到較高比表面積會出現(xiàn)較多的過粉磨現(xiàn)象。閉流磨是將水泥熟料、石膏、摻合料等一起磨制后進(jìn)入選粉機(jī)，將合格的顆粒送入水泥庫，不合格的粗顆?；亓魅肭蚰C(jī)內(nèi)繼續(xù)粉磨。這種粉磨方式效率較高，過粉磨現(xiàn)象很少出現(xiàn)。

開流磨磨制水泥時為了達(dá)到水泥所需細(xì)度要求，磨內(nèi)溫度較高，易出現(xiàn)石膏脫水現(xiàn)象，引起水泥不正常凝結(jié)與出磨水泥溫度高的現(xiàn)象。而閉流磨磨制水泥時物料在磨內(nèi)停留時間短，一般不會達(dá)到石膏脫水的溫度。從顆粒級配的角度來分析，正常粉磨的開流磨水泥各顆粒級配的顆粒均有，對水泥28 天后的強(qiáng)度增長有利，對混凝土的耐久性有利。閉流磨磨制的水泥顆粒比較平均，存有較少的過細(xì)顆粒與過粗顆粒。但不管是開流磨或閉流磨，水泥廠為迎合水泥的早期強(qiáng)度訴求，采取提高比表面積來達(dá)到目的。比表面積的提高降低了水泥顆粒的平均粒徑，使水泥產(chǎn)品中<3μm 微細(xì)顆粒含量增多，微細(xì)顆粒的增多使水泥水化充分，水化熱峰值提前出現(xiàn)，水泥早期強(qiáng)度有所提高，但后期強(qiáng)度增長減少，這對于漿量較多的泵送混凝土來講是種不利的影響，混凝土的后期強(qiáng)度增長減少，自收縮增加，干燥收縮增加，產(chǎn)生裂縫幾率增多。

3.2 水泥質(zhì)量的穩(wěn)定性

混凝土質(zhì)量的穩(wěn)定一定程度上是隨水泥質(zhì)量穩(wěn)定而穩(wěn)定，商混公司在實際生產(chǎn)中遇到水泥強(qiáng)度的波動而引起混凝土試塊28d 強(qiáng)度不合格的現(xiàn)象是能碰到的。目前商品混凝土公司廣泛采用P·O42.5 普通硅酸鹽水泥，水泥強(qiáng)度高時達(dá)到51～52MPa，而強(qiáng)度低時只有43～44MPa,甚至商混公司自己檢測的數(shù)據(jù)中極個別還不到42.5MPa。商混公司通常生產(chǎn)的C25 與C30 等級混凝土每方水泥用量相差約30 公斤，C30 以上等級差距增加。根據(jù)商混公司生產(chǎn)經(jīng)驗數(shù)據(jù)顯示，C30 等級強(qiáng)度混凝土如水泥強(qiáng)度從50MPa下降到45MPa，同配比原材料基本相同混凝土強(qiáng)度相應(yīng)下降接近5MPa。如遇其它原材料質(zhì)量下降，混凝土試塊試壓時就有可能出現(xiàn)“威脅”。水泥廠為了滿足某些用戶對水泥早強(qiáng)的訴求，組織生產(chǎn)時調(diào)整KH 飽和比系數(shù)，增加C3S 與C3A 含量，并提高水泥比表面積，水泥3d 強(qiáng)度看似正常，但28d 強(qiáng)度增長不足，這對商品混凝土生產(chǎn)控制造成很大困難，商混公司又是連續(xù)性的生產(chǎn)企業(yè)，對水泥是先使用后出數(shù)據(jù)，水泥質(zhì)量不穩(wěn)定常常使商混公司措手不及。

水泥品質(zhì)的穩(wěn)定涉及到水泥生產(chǎn)的內(nèi)容很多，有礦石的品位質(zhì)量、燃料煤品質(zhì)的穩(wěn)定、生料配料的穩(wěn)定、水泥窯煅燒溫度的穩(wěn)定、其它生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定及石膏質(zhì)量的穩(wěn)定等；甚至在水泥供應(yīng)緊張時，是否會適度放松質(zhì)量控制指標(biāo)，提高設(shè)備產(chǎn)能來滿足水泥供不應(yīng)求的市場需求？假如水泥窯的生產(chǎn)不正常，窯出現(xiàn)多次一開一停的過程，窯溫從高到低必然會產(chǎn)生一定量劣質(zhì)熟料，雖然水泥廠采用均化方式摻入其它熟料中磨制，但控制調(diào)整不及時與消化較多劣質(zhì)熟料時，水泥總體的品質(zhì)受到影響，所以穩(wěn)定水泥的品質(zhì)對商品混凝土質(zhì)量控制是至關(guān)重要的。

3.3 出磨水泥的存放時間

水泥廠出球磨機(jī)的水泥溫度約在90～105℃之間，如出磨水泥入庫后當(dāng)天即被運送至商混站水泥庫，特別在夏季氣溫較高，水泥溫度下降緩慢，隨即使用該水泥時溫度往往超過60℃。較高溫度的新鮮水泥正電性強(qiáng)，吸附外加劑能力強(qiáng)，商混站使用時會對混凝土產(chǎn)生一系列的問題。攪拌時用水量大、外加劑適應(yīng)性差、坍損快、凝結(jié)時間縮短，施工性能變差，澆筑后的混凝土收縮大、彈性模量低，容易出現(xiàn)裂縫，耐久性受到相當(dāng)程度的影響。

水泥出磨后應(yīng)有個存儲期，這對穩(wěn)定水泥品質(zhì)性能有多方面益處，隨著存儲時間的延長，水泥溫度逐步下降，水泥中f-CaO 吸收空氣中的水汽后轉(zhuǎn)變成Ca(OH)2，吸收空氣中的CO2后轉(zhuǎn)變成CaCO3,自然消化其活性，這對水泥安定性等有利。水泥中C3A 與 C3S 等礦物同樣受到存儲時間的延長，其自身的性能得到改善，水泥進(jìn)入較長時間段的正常發(fā)揮階段。這些性能的改善可能由于水泥在粉磨過程中使顆粒內(nèi)部價鍵斷裂，使粉磨物料顆粒表面產(chǎn)生大量靜電荷，隨著存儲時間延長，靜電荷逐漸消失，水泥溫度的下降，部分顆粒吸收來自石膏中的水分與空氣中水分，使得水泥性能與外加劑的相容性趨于正常發(fā)揮，混凝土的工作性能得以在正常范圍內(nèi)。

3.4 外加劑的作用與水泥的適用性問題

商品混凝土摻入外加劑的作用主要有幾點：（1）具有較高的減水功效，降低水灰比，減少用水量，改善混凝土的和易性，提高流動性與泵送性能，保障混凝土強(qiáng)度和耐久性。（2）降低坍落度經(jīng)時損失，延緩初終凝時間，保證混凝土具有良好的工作性能。（3）改善混凝土保水性，增加粘聚性，防止混凝土產(chǎn)生過多的離析泌水現(xiàn)象，提高混凝土抗?jié)B抗凍性能。（4）降低水泥水化熱速率，減少混凝土裂縫幾率。

通?；炷林惺褂玫耐饧觿┐蠖嗍怯蓽p水劑同其它如引氣劑、緩凝劑、保塑劑等復(fù)合而成的多功能型外加劑。外加劑的摻入極大程度上改善了混凝土的工作性能，這些外加劑的作用是使水泥顆粒帶上負(fù)電荷，從而使水泥顆粒間產(chǎn)生靜電排斥，并使水泥顆粒分散，抑制水泥漿體凝聚程度，增大水泥顆粒與水的接觸面積并能讓水泥充分水化。在擴(kuò)散水泥顆粒的過程中，放出凝聚體所包圍的游離水，改善混凝土的和易性、流動性，減少拌合用水，從而起到減水功效。

水泥與外加劑的適應(yīng)性是個很現(xiàn)實的問題。當(dāng)混凝土攪拌站出機(jī)坍落度正常，而輸送到施工現(xiàn)場時坍損很大，甚至個別出現(xiàn)放料困難，工地往往考慮施工方便，向混凝土中大量加水，這必將對混凝土質(zhì)量造成很大威脅。所以外加劑使用應(yīng)提前做好與水泥適應(yīng)性試驗顯得尤為重要。

水泥作為一種多組分的礦物混合料，在生產(chǎn)過程中采用的工藝手段，如熟料煅燒溫度，熟料急冷措施，粉磨時石膏摻量，粉磨熟料時磨內(nèi)溫度等均會造成水泥中礦物組分、晶相狀態(tài)發(fā)生改變。水泥中吸附外加劑的能力應(yīng)為C3A>C4AF>C3S>C2S，C3A 礦物的早期活性和硫酸鈣的溶解度會吸附部分外加劑，從而影響到外加劑的實際使用效果。另一方面水泥中的堿含量也影響著外加劑的作用，一般含堿量低時的水泥減水效果增強(qiáng)，而當(dāng)水泥中含堿量明顯增多時，會造成混凝土黏度、流動度變化產(chǎn)生較大影響。還有水泥生產(chǎn)過程中使用煤干石、石煤渣、劣質(zhì)粉煤灰、火山灰?guī)r等摻合料也會引起對外加劑的一些影響。

生產(chǎn)實踐還告訴我們，當(dāng)水泥粉磨時采用的是半水石膏、磷石膏或工業(yè)副產(chǎn)石膏等會對混凝土產(chǎn)生嚴(yán)重的坍損影響及一定的異常凝結(jié)頻率。還有水泥中二水石膏摻量不足時，導(dǎo)致外加劑效果不佳，這些均給商品混凝土的工作性能帶來許多不利影響。

外加劑與水泥的不相容性確實經(jīng)常在混凝土生產(chǎn)中出現(xiàn)，如有些外加劑是以控制C3S 水化來達(dá)到混凝土緩凝時間。外加劑廠沒有針對各種水泥組分不同品質(zhì)性能差異變化而生產(chǎn)產(chǎn)品，或沒有預(yù)測到水泥組分變化的性能。而水泥廠生產(chǎn)的水泥也并沒考慮到商品混凝土采用哪種外加劑。互不溝通就造成混凝土公司處在“真空地帶”，免不了碰到材料品質(zhì)不協(xié)調(diào)的問題。水泥粉磨溫度過高，使石膏部分脫水，形成較細(xì)的β-型半水石膏，易引起水泥的急凝，以及生產(chǎn)中堿、硫、氯、氟化物等微量組分的存在均會對水泥的結(jié)晶產(chǎn)生一些影響，有利的影響是正常的，不利的影響就是問題了，配對好水泥與外加劑適應(yīng)性試驗，盡力使自己多掌握一些知識不妨是一種方式。

4 結(jié)束語

（1）水泥企業(yè)人員要懂得商品混凝土的技術(shù)內(nèi)涵，水泥承擔(dān)的責(zé)任并非是傳統(tǒng)混凝土?xí)r期，混凝土性能要求有限，水泥足以勝任。商品混凝土看似簡單，但實施控制商品混凝土質(zhì)量需要一定的手段，原材料的組織及進(jìn)廠質(zhì)量驗收，原材料的形貌特性，配合比的合理程度，外加劑與水泥的相容性及使用效果，摻合料的使用量，生產(chǎn)攪拌的均化程度，混凝土的和易性與泵送性，體積穩(wěn)定性及耐久性；同時混凝土的施工操作規(guī)范很大程度上影響著混凝土品質(zhì)性能的優(yōu)劣。

（2）水泥廠應(yīng)著手研究與了解商品混凝土公司迫切需要解決的水泥與外加劑相容性問題，注重研究水泥對商混產(chǎn)生裂縫的不利影響及耐久性問題。

（3）商品混凝土企業(yè)技術(shù)人員應(yīng)多與水泥界人士接觸交流，懂得水泥品質(zhì)對商品混凝土品質(zhì)影響程度，充分利用外加劑的功能與礦物摻合料的作用來調(diào)節(jié)商品混凝土的性能，實際上就是調(diào)節(jié)水泥在混凝土中的性能。商混公司技術(shù)負(fù)責(zé)人不光是表面化地了解水泥強(qiáng)度、凝結(jié)時間、標(biāo)準(zhǔn)稠度、細(xì)度之類；更多的熟知材質(zhì)構(gòu)成的各種情況，如水泥熟料煅燒工藝和礦物組成，氯硫堿含量，水泥制成工藝和控制參數(shù)，石膏形態(tài)和用量，混合材品種和摻量，助磨劑等情況；乃至水泥顆粒分析，水化熱測定值等?；炷疗髽I(yè)人士處在使用水泥與最終產(chǎn)品建筑物之間，相當(dāng)程度上能感受到自己攪拌出去的商品混凝土最后的性能結(jié)果與所用水泥的品質(zhì)情況。對自己所用材料的性能結(jié)果是有體會的，所以自身懂得水泥的材質(zhì)材性并不比水泥企業(yè)人士遜色。這是掌控混凝土品質(zhì)性能所應(yīng)具備的素質(zhì)條件，是設(shè)計合理的配合比技術(shù)所需，是調(diào)整生產(chǎn)用材提高混凝土整體品質(zhì)性能所需。目的是正確、有效組織混凝土生產(chǎn)任務(wù)，便于商品混凝土的及時調(diào)控，從而保障混凝土工作性能良好，品質(zhì)穩(wěn)定，并具有較長的使用壽命。

（4）商品混凝土供貨的建筑結(jié)構(gòu)物越來越高，這也迫切需要商混公司技術(shù)水平的提高，面對建筑物需要高工作性能，高耐久性能的訴求，實際是對水泥界、商混公司、外加劑廠共同提出的時代責(zé)任，為可持續(xù)發(fā)展謀求途徑。

（5）提高混凝土耐久性其實質(zhì)內(nèi)容是增加水泥與混凝土的后期強(qiáng)度及抗碳化能力，對混凝土的體積穩(wěn)定性，防止裂縫的出現(xiàn)，增強(qiáng)抗凍、抗?jié)B能力提出更高的要求。

（6）水泥品質(zhì)與商品混凝土品質(zhì)存在著密切的聯(lián)系，水泥廠生產(chǎn)的水泥絕大多數(shù)是供給商品混凝土企業(yè)使用，水泥標(biāo)準(zhǔn)的制定應(yīng)考慮到混凝土使用的效果。

[1] GB175-2007 通用硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)[S]

[2] 汪瀾編著.水泥混凝土組成性能應(yīng)用[M].北京：中國建材工業(yè)出版社，2004.8

[3] 趙鐵.李秋義主編.高強(qiáng)與高性能混凝土及其應(yīng)用[M].北京：中國建材工業(yè)出版社,2004.

[4] 宋功業(yè).魯平編著.現(xiàn)代混凝土施工技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2010.

[5] 萬建成.淺談商品混凝土對水泥品質(zhì)的要求[J].商品混凝土，2011：25-27.

[6] 丁抗生.也談現(xiàn)代混凝土對水泥的訴求及兩者的協(xié)調(diào)發(fā)展[J].商品混凝土，2011（7,8）:73-77,70-74.