不同混合材料對(duì)水泥需水性影響的試驗(yàn)研究

摘要：本文論述了在其它條件相同時(shí)，頁巖渣、底爐渣、礦渣等不同混合材料品種、摻量、比面積變化對(duì)水泥需水性的影響。

關(guān)鍵詞：混合材料;水泥需水性;研究

1﹒引言

在用水泥制備凈漿、砂漿或拌制混凝土?xí)r，都需加入一定的水，這些水一方面與水泥水化使其凝結(jié)硬化，另一方面是使之具有一定的流動(dòng)性，便于施工。因此，需水性是水泥的重要建筑性質(zhì)之一，在相同條件下，需水量越小，水泥石質(zhì)量越高，因此研究水泥的需水量大小有著重要意義。表示需水量大小的一般有標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量和定水灰比下的流動(dòng)度兩種。影響水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量（簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn)稠度）的因素很多，本文旨在探討在其它條件相同時(shí)，不同混合材料品種、摻量、比面積變化對(duì)水泥需水性的影響。

2﹒材料、試驗(yàn)方式

2﹒1熟料和石膏

試驗(yàn)用的熟料密度為3.17g/m3，其化學(xué)成份和礦物組成見表1，物檢結(jié)果見表2，石膏化學(xué)成份見表3。

2﹒2混合材料

試驗(yàn)用的混合材料為廣東茂名頁巖渣、廣西來賓八一錳礦的礦渣，廣西合山電廠的燒煤鍋爐底爐渣（以下簡(jiǎn)稱底爐渣），主要化學(xué)成份見表4。

2﹒3試驗(yàn)方法

標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量按GB1346 -2011《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法》測(cè)定，水泥膠砂流動(dòng)度按GB/T2419 -2005 《水泥膠砂流動(dòng)度測(cè)定方法操作》測(cè)定。

3﹒試驗(yàn)結(jié)果與分析

由于熟料與頁巖渣、底爐渣、礦渣硬度不同，本試驗(yàn)采用了熟料+石膏與頁巖渣、底爐渣、礦渣分別粉磨工藝，用φ500mm×500mm小磨進(jìn)行杋械混合。根據(jù)混合材料影響水泥需水量的因素列出了3個(gè)二因素三水平表（見表5、表6、表7），作正交試驗(yàn)，考察水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量、膠砂流動(dòng)度變化，試驗(yàn)結(jié)果安排見表8，試驗(yàn)結(jié)果分析見表9，并將表9結(jié)果繪成圖一～圖四。

3﹒1混合材料品種對(duì)標(biāo)準(zhǔn)稠度、膠砂流動(dòng)度的影響

從表9可見，摻不同的混合材料時(shí)水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度、膠砂流動(dòng)度極差R從大到小排列為：

R標(biāo)準(zhǔn)稠度（摻底爐渣）﹥R標(biāo)準(zhǔn)稠度（摻頁巖渣）﹥R標(biāo)準(zhǔn)稠度（摻礦渣）············①

R膠砂流動(dòng)度（摻頁巖渣）﹥R膠砂流動(dòng)度（摻底爐渣）﹥R膠砂流動(dòng)度（摻礦渣）············②

①式表明條件相同時(shí)，混合材料品種對(duì)標(biāo)準(zhǔn)稠度影響最大的為底爐渣，其次為頁巖渣，影響最小的是礦渣;

②式表明混合材料品種對(duì)膠砂流動(dòng)度影響最大的為頁巖渣，其次為底爐渣，影響最小的是礦渣。

3﹒2混合材料比面積對(duì)標(biāo)準(zhǔn)稠度、膠砂流動(dòng)度的影響

從表9可見，混合材料比面積不同時(shí)水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度、膠砂流動(dòng)度極差R從大到小排列為：

R標(biāo)準(zhǔn)稠度（頁巖渣比面積）﹥R標(biāo)準(zhǔn)稠度（底爐渣比面積）﹥R標(biāo)準(zhǔn)稠度（礦渣比面積）············③

R膠砂流動(dòng)度（頁巖渣比面積）﹥R膠砂流動(dòng)度（底爐渣比面積）﹥R膠砂流動(dòng)度（礦渣比面積）············④

③、④式中表明混合材料比面積、標(biāo)準(zhǔn)稠度對(duì)膠砂流動(dòng)度影響最大的是頁巖渣比面積，其次是底爐渣，影響最小的是礦渣;且均隨著混合材料比面積增大，標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量也隨之增大，而膠砂流動(dòng)度則減少。這是因?yàn)榛旌喜牧夏サ迷郊?xì)，顆粒比面積越大，與水接觸面積就越大，水化也越快，因此，需水量也在增加，膠砂流動(dòng)度則相對(duì)減少。

3﹒3混合材料的摻入量對(duì)標(biāo)準(zhǔn)稠度、膠砂流動(dòng)度的影響

從表9可見，混合材料的摻入量不同時(shí)水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度、膠砂流動(dòng)度極差R從大到小排列為：

R標(biāo)準(zhǔn)稠度（底爐渣比面積）﹥R標(biāo)準(zhǔn)稠度（頁巖渣比面積）﹥R標(biāo)準(zhǔn)稠度（礦渣比面積）············⑤

R膠砂流動(dòng)度（頁巖渣比面積）﹥R膠砂流動(dòng)度（底爐渣比面積）﹥R膠砂流動(dòng)度（礦渣比面積）············⑥

⑤式中表眀：混合材料摻量對(duì)標(biāo)準(zhǔn)稠度影響大最的是頁巖渣摻量，其次是底爐渣，影響最小的是礦渣。而頁巖渣、底爐渣隨著摻量增加，標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量也增加，這是因?yàn)轫搸r渣，底爐渣本身需水量是很大的，因而隨著摻入量的增加，需水性也增大，而礦渣隨著摻入量的增加，填充的熟料顆粒之間孔隙增多，排岀孔隙水增多，因此需水量少。

⑥式中表明：混合材料摻量對(duì)膠砂流動(dòng)度影響最大的是頁巖渣摻量其次是底爐渣，影響最小的是礦渣，而且隨著混合材料摻量增大，膠砂流動(dòng)度則增大，這是因?yàn)轫搸r渣、底爐渣均屬火山灰性混合材料，除本身需水性較大外，自身均有一定塑性粘度，特別是頁巖渣，其塑性粘度更大，這就影響了其膠砂流動(dòng)度的大小。

4﹒結(jié)論

（1）頁巖、底爐渣、礦渣三種混合材料對(duì)普通酸鹽水泥需水性都有影響，其中頁巖渣對(duì)水泥需水性影響最大，其次是底爐查，礦渣影響最小;

（2）隨著頁巖渣、底爐渣、礦渣比面積增長(zhǎng)，水泥膠砂流動(dòng)度減小;

（3）隨著頁巖渣、底爐渣、礦渣的摻量增大，其水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量增大，但摻礦渣的水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量則相對(duì)較小;隨著頁巖渣、底爐渣的摻量增大其膠砂流動(dòng)度減小，而礦渣的摻量增大其膠砂流動(dòng)度則增大;

（4）熟料+石膏+礦渣粉磨后可制得需水量低而流動(dòng)度大的普通硅酸鹽水泥，以滿足建筑工程的需要。

參考文獻(xiàn)：

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[2]李明豫，丁衛(wèi)東，《地方水泥企業(yè)化驗(yàn)室工作手冊(cè)》，中國(guó)工業(yè)出版社，1994年10月;

[3]金良超，《優(yōu)化試驗(yàn)》，國(guó)防工業(yè)出版社，1988年7月。

作者簡(jiǎn)介：黃寧康，男，1964.11，廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)校高級(jí)講師，研究方向：建筑材料研究。