基于混凝土耐久性要求重構(gòu)水泥標(biāo)準(zhǔn)研究

張青 白城師范學(xué)院

一、確定水泥標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)框架

（1）在早期對(duì)其進(jìn)行水化速率限制；

（2）在早期對(duì)其收縮和水化熱進(jìn)行限制；

（3）勻質(zhì)性的提升；

（4）對(duì)其流變性能科學(xué)規(guī)定，讓混凝土工作性得到良好保障；

（5）讓水泥強(qiáng)度得以持續(xù)提升；

（6）對(duì)其強(qiáng)度檢驗(yàn)方法加以修改，使其檢驗(yàn)結(jié)果更和混凝土強(qiáng)度有關(guān)。

二、水泥標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)

將以上原則作為依據(jù)，提出了以下技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)框架：

（1）提升水泥中的堿含量上限，將SO3的限定值以及普通硅酸鹽水泥中的燒失量限定值適當(dāng)提升，并保持其他化學(xué)成本不變。

（2）將水灰比控制在0.4，合理使用減水劑，用新的強(qiáng)度檢測(cè)法替代傳統(tǒng)強(qiáng)度檢測(cè)法，或者是將新型和傳統(tǒng)強(qiáng)度檢測(cè)法結(jié)合使用。

三、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

（1）將熟料中的C3A含量指標(biāo)上限提升；（2）將熟料中的C3S含量指標(biāo)上限提升；（3）將熟料中的硫堿比指標(biāo)下限提升；（4）將早期的水泥水化速率指標(biāo)上限提升；

（5）將水泥水化熱一天和三天的指標(biāo)上限提升；

（6）將水泥開裂方面敏感性指標(biāo)限制提升；

（7）將減水劑和水泥之間的相容性要求提升，建議通過砂漿擴(kuò)展方法檢驗(yàn)；

（8）將水泥在28d/3d以及365d/90d的強(qiáng)度比值標(biāo)準(zhǔn)下限提升。

四、水泥標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)框架說明

（一）石膏在水泥中的摻量及其形態(tài)

加工水泥中的SO3限定值提升，使其稠化指數(shù)指標(biāo)上限增加，將其初凝時(shí)限改變，主要是為對(duì)水泥生產(chǎn)中石膏的具體摻量及其形態(tài)加以優(yōu)化。

在當(dāng)今，水泥廠所進(jìn)行的石膏摻量確定主要是將摻量和強(qiáng)度、和初凝時(shí)間曲線作為依據(jù)來確定，這樣的方法通常導(dǎo)致石膏摻量偏低。其實(shí)，石膏摻量可影響到水泥的流變性、早期收縮和強(qiáng)度發(fā)展。因此，石膏摻量方法確定中，需對(duì)其摻量和流變性曲線、和收縮曲線加以全面考慮，而摻量和流變性曲線更加重要。將摻量和流變性作為依據(jù)來進(jìn)行參量確定，通常會(huì)比按照摻量和收縮曲線所確定的產(chǎn)量高出一些，甚至?xí)霈F(xiàn)接近或者是超過標(biāo)準(zhǔn)限量的情況，這就將SO3限定值適當(dāng)放寬。

（二）水灰比較低條件下的強(qiáng)度檢驗(yàn)

因?yàn)槠毡閼?yīng)用減水劑，所以混凝土已基本顯著降低了水膠比，當(dāng)今水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)中將水灰比定為0.5，較應(yīng)用中的水膠比明顯高出很多，而其問題主要有三個(gè)：第一，水泥和混凝土之間的強(qiáng)度不再有關(guān)；第二，對(duì)化學(xué)反應(yīng)活性在水泥強(qiáng)度中的影響作用過分強(qiáng)調(diào)，進(jìn)而使水泥分布在其強(qiáng)度中的影響被弱化；第三，將混合材料對(duì)水泥強(qiáng)度的影響夸大，進(jìn)而時(shí)強(qiáng)度自身的物理作用被忽視。尤其是在通過目前的檢驗(yàn)方法進(jìn)行水泥強(qiáng)度的檢驗(yàn)中，混合材料活性指標(biāo)對(duì)于材料化學(xué)反應(yīng)的依賴性被過分夸大。

（三）熟料中C3S和C3A的含量

在對(duì)熟料中C3S和C3A含量進(jìn)行限定時(shí)，擬定的限定值有兩種，其一是通過X射線衍射儀進(jìn)行限定值測(cè)定，其二是通過鮑格公式對(duì)限定值進(jìn)行計(jì)算。在新型干法窯熟料內(nèi)，C3A實(shí)際含量低于就計(jì)算值，C3S實(shí)際含量高于計(jì)算值，而通過X射線衍射發(fā)現(xiàn)其測(cè)定值符合實(shí)際值。但是因?yàn)閮x器費(fèi)用昂貴，所以該方法暫時(shí)得不到普及。

（四）水泥稠化指數(shù)

稠化指數(shù)可反映出水泥在最早期具體的水化塑料指標(biāo)，它所反映的是熟料中C3A的活性與含量、石膏具體摻量及其形態(tài)的合適性、減水劑和水泥之間的相容性、混凝土所具有的保塑性能等。

（五）水泥1天、3天水化熱

水化熱是對(duì)水泥早期速率最便捷的表征方法，該方法在水泥行業(yè)質(zhì)量檢測(cè)中也是應(yīng)用多年的一項(xiàng)指標(biāo)。從低熱和中熱水泥生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)可見，將早期水化熱降低的有效方法是將熟料C3S以及C3A的含量以及水泥的比表面積降低。限定一天、三天中水泥的最高水化熱量的最大值以及熟料C3S、C3A的最大值，并對(duì)水泥三天的最小強(qiáng)度值加以限定，這樣就可以讓水泥生產(chǎn)者對(duì)于化學(xué)作用影響水泥強(qiáng)度的觀點(diǎn)得以良好轉(zhuǎn)變。

（六）28d/3d以及365d/90d條件下的強(qiáng)度比值

對(duì)28d/3d以及365d/90d條件下的水泥強(qiáng)度比值指標(biāo)下限進(jìn)行設(shè)定，其主要目的是避免水泥出現(xiàn)早期強(qiáng)度過高情況，并使其在比較長(zhǎng)的一段時(shí)間里實(shí)現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)。

（七）工業(yè)副產(chǎn)石膏應(yīng)用中的可溶性氟和磷限量

在工業(yè)副產(chǎn)石膏中，可溶性的氟和磷都會(huì)讓水泥凝固時(shí)間延長(zhǎng)，但并不會(huì)對(duì)C3A水化產(chǎn)物起到形貌改善作用，抑制水泥收縮的作用較石膏差，所以應(yīng)對(duì)其含量加以限制，以此來保障石膏摻量，防止混凝土緩凝過度。

（八）水泥細(xì)度

沒有按照大多數(shù)人的主張限制水泥細(xì)度，主要原因包括以下三點(diǎn)：

（1）按照一天、三天里的水泥水化熱指標(biāo)上限來限制其早期水化熱速率。

（2）針對(duì)本次所提出的水泥技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)框架，最有效的一項(xiàng)實(shí)現(xiàn)措施就是分別用水泥進(jìn)行粉磨工藝。在粉磨過程中，可對(duì)水泥細(xì)度分別進(jìn)行分布設(shè)置，其中，3μm以下的細(xì)顆粒大多屬于惰性材料，對(duì)于這種面料，使用時(shí)，不僅不需要將其早期水化速率加大，也可以使其力度分布和Fuller曲線接近，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水泥強(qiáng)度和流變性的有效提升。

（3）通過細(xì)度概念闡述來獲得更加深入的理解。

（九）標(biāo)準(zhǔn)稠度條件下的水泥用水量

未像許多人主張的那樣，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)稠度條件下的水泥用水量限制，主要考慮以下三個(gè)原因：

對(duì)標(biāo)準(zhǔn)稠度下的水泥用水量和混凝土用水量概念進(jìn)行區(qū)分，雖然兩者存在一定關(guān)聯(lián)，但其對(duì)應(yīng)關(guān)系并未確定。以內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)稠度下的水泥用水量有著不同的變化原因，所以兩者也就有著不同的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

對(duì)減水劑和水泥相容性已作出限定，其檢驗(yàn)結(jié)果中有水泥流變性，所以不再單獨(dú)進(jìn)行流變性限定。

水泥用分別粉末工藝生產(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量可能較高，但減水劑和水泥相容性不會(huì)因此變差，混凝土用水量會(huì)有所提升。