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高品质水泥的技术措施
浏览: 发布日期:2019-03-29
 水泥的高品质化,就是通过一些技术措施,克服水泥在某些性能方面的缺陷,使之能够满足混凝土设计和生产的需求。如何使水泥高品质化,笔者结合所做的工作和文献资料,简述如下。
 
 水泥熟料是生产水泥的基础材料。从不同的要求出发,水泥熟料应具有不同的矿物组成。
 
 从与减水剂相容性来看,C3A吸附减水剂的能力最强,其次是C4AF, C3S 与C2S 对减水剂的吸附较少,应减少C3A和C4AF的含量。从开裂性来看,随着C3S含量增加,水泥的抗压强度比抗折强度更快地增长,水泥的脆性增大,抗裂性变差。从水化放热来看,C3A、C4AF的水化热最高。从干燥收缩来看,C3A的收缩是其他矿物的3~6倍。而对于这些性能影响最小的是C2S。
 
 因此,为改善水泥的性能,应减少C3A和C3S的量,提高C2S的量。但如此一来,水泥的强度无法发挥,同时也造成熟料的烧成困难等问题。而根据研究和实践,降低熟料中的C3A含量,对改善水泥与减水剂的相容性作用有限。文柏贞利用高温煅烧、快烧以及快冷等手段,制备了C3A含量在1.95%~9.85%之间波动、C3A+C4AF含量在16.08%~19.98%之间波动的熟料,而用此熟料制成水泥的净浆流动度并没有大的变化。
 
 根据笔者的试验研究并结合文献资料,建议在熟料煅烧装备、工艺、原材料确定下来后,不要轻易改变熟料的率值去满足水泥某些性能的需求,这样做的成本极高、且效果不一定能达到。同时,改变熟料的矿物组成只是改善水泥性能的途径之一,还有其他更为经济有效的方法,即硫酸盐饱和程度的控制。控制此参数,不用改变熟料的配料、烧成制度,只需控制进厂原燃料的成分即可,简便易行。
 
 硫酸盐饱和程度SD=SO3/(1.292Na2O+0.85K2O)。在熟料煅烧过程中, 碱首先与氯化合成氯化碱,氯化碱大部分在窑的高温带挥发进入气相, 少量随熟料一起出窑。其次碱与SO3化合成硫酸碱。当SO3数量相对于碱不足时, 有部分碱固溶于熟料矿物中, 主要是进入C3A;当有足够的SO3时碱很少存在于C3A中。含有碱的C3A具有更高的活性, 对水泥与减水剂相容性更加不利。因此控制熟料的硫碱比可以控制碱在熟料中的存在形式, 从而影响水泥与减水剂的相容性。因此,有资料建议SD的最佳值为0.4~0.6。
 
   根据研究,高温烧成的熟料与低温烧成的熟料表现出的性能不同。高温快烧的熟料硅酸盐矿物固溶较多其他组分,如C3S固溶Al2O3、Fe2O3、MgO等形成A矿,这增加了A矿的含量及内能,提高了水化活性,并使C3A与C4AF含量减少,其固溶量随温度的升高及烧成速度的加快而增大,故高温快烧的熟料A矿发育良好、尺寸适中、边棱清晰,水泥强度较高,与外加剂相容性好。