降低摻火山灰質混合材水泥需水量的有效措施

劉訓峰

摘 要：摻火山灰質混合材的水泥需水量大，這對于許多水泥生產廠家來說都是一個非常棘手的問題。因為水泥標準稠度需水量是衡量水泥建筑性能的重要指標，它直接影響混凝土的水灰比，進而影響到混凝土的和易性和強度。一般說來，水泥標準稠度需水量少，則混凝土的拌和用水就少，混凝土硬化后結構致密，強度高，耐久性好，配制混凝土時就可以適當減少水泥和外加劑的用量，達到節約成本的目的。因此，預拌混凝土企業在選擇水泥時總是希望水泥的需水量越小越好。

關鍵詞：水泥；火山灰；蓄水量

我公司生產的水泥也存在著同樣的問題，水泥凈漿標準稠度需水量較高，P·O42.5水泥的標準稠度需水量一般29%～31%。有些預拌混凝土企業寧可用高一點的價格買其他的水泥，也不買我們的水泥，隨著商品混凝土日益普及，我們的水泥在市場競爭中漸漸處于劣勢。所以盡快把水泥的需水量降低，就成了我們公司必須解決的一個問題，這關系到企業的生存。可喜的是通過我們的努力，在水泥組成材料不改變、生產成本不增加的前提下，我們把水泥的標準稠度需水量降低了3個點。現在把我們的作法提供給大家，希望對廣大使用火山灰質混合材生產水泥的同行能有所幫助。

為了解決這個問題，首先要找到水泥需水量大的原因，我們知道水泥的需水量用水主要包括以下四個部分：1.水泥顆粒的間隙，此部分水為填充水；2.水泥顆粒表面，在表面形成一層足夠厚的水膜，此部分水為表面層水；3.水泥的初期水化（主要是鋁酸三鈣的水化），稱為水化水；4.水泥組分中如含有疏松多孔的顆粒或顆粒本身有裂縫，會吸收水分到孔隙、裂縫內部，此部分水為吸附水。針對以上四點對我們的水泥進行分析后發現；多年來我們一直使用沸石作為水泥混合材，沸石具有很好的火山灰性，其水泥膠砂28天抗壓強度比高達85%，所以我們生產的水泥后期強度和耐久性都非常好，被廣泛的應用在一些重要的建筑工程中。但是由于沸石具有天然的疏松多孔結構，加水后大量的水要被吸附到沸石顆粒內部的孔隙中，隨著水泥中沸石摻量的增加水泥的標準稠度需水量大幅增加，這應是以沸石作混合材的水泥需水量大的主要原因。同時還發現為了保證熟料的易燒性，我們的生料配料過程中采用了較高的鋁氧率，燒成熟料中的鋁酸三鈣含量一般大于10%，大量的鋁酸三鈣使水泥的初期水化用水量增加，這也是導致我們的水泥需水量高的又一個原因。另外，我們還知道水泥顆粒間的填充水是水泥需水量的主要來源。我們決定從這三個方面著手來解決問題。

首先，對生料配料進行了調整，降低了生料的鋁氧率，熟料中鋁酸三鈣含量由原來的10%降至8%以下。有效的減少了水泥的初期水化用水。

其次，調整了水泥的配比。在水泥中摻入了石灰石，有效的減少了吸水量較大的沸石顆粒在水泥中的含量。

最后，水泥生產采用分別粉磨的方式，就是把沸石和石膏一起粉磨的粗一些，比表面積小一些，目的也是為了減小水泥中沸石顆粒的吸水量。把熟料和石灰石一起粉磨的細一些，這樣做的好處主要是石灰石比熟料易磨，在相同粉磨條件下，石灰石比熟料磨得更細，細小的石灰石顆粒就能填充熟料顆粒之間的部分空隙，從而減少其空隙的填充用水，再加上石灰石基本是惰性的，不與水起化學反應，本身的晶體結構吸附水也很少，所以石灰石和熟料一起粉磨后也可減少熟料顆粒間的填充用水。在這樣的理論指導下，我們進行了小磨試驗，具體作法是這樣的。

1 試驗樣的制備

1.1 試樣配制

取生產用的熟料、石灰石、沸石、脫硫石膏。先烘干至水分小于1.0%，再用小破破碎到粒度見2～7mm（脫硫石膏是粉狀不用破碎），按表1中的比例配成六份水泥試驗樣。

1.2 試樣粉磨

以第一份試樣為例，先稱取熟料4643g和石灰石357g，一起入∮500×500小磨粉磨，磨至細度（0.045mm方孔篩篩余）小于5.0%。再將沸石4167g和脫硫石膏833g一起入∮500×500小磨磨至細度（0.045mm方孔篩篩余）為25%～30%。

1.3 試樣制備

取磨好的熟料和石灰石混合樣3500g、沸石和脫硫石膏混合樣1500g，充分混合均勻后，作為第一份試驗樣。同樣的方法制出其他的五份試驗樣。

2 試驗樣檢驗

對以上的六份試樣按標準進行化學分析和物量檢驗，結果如表2。

從表2可以看出，六個試驗樣均達到了《通用硅酸鹽水泥》GB175-2007中規定的P·O42.5水泥的有關技術要求，實現了我們降低水泥需水量的目的。

以上的試驗結果可以看到，對于摻火山灰質混合材的水泥，通過降低生料的鋁氧率、采用分別粉磨生產方式和適當摻加石灰石的措施，是可以把需水量降到正常水平的。