P·Ⅰ硅酸鹽水泥在混凝土生產(chǎn)中應(yīng)用研究

趙北龍 李麗霞 張向紅

（河北建材職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

P·Ⅰ硅酸鹽水泥在混凝土生產(chǎn)中應(yīng)用研究

趙北龍 李麗霞 張向紅

（河北建材職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

混凝土應(yīng)用P·I水泥，摻加不同品種、不同比例的礦物摻合料，可提高混凝土的和易性，改善水泥與外加劑的適應(yīng)性。使用改性的新型外加劑，可進(jìn)一步提高礦物摻合料的摻加比例，提高 昆凝土后期強(qiáng)度，降低混凝土生產(chǎn)成本。

P·I水泥 混凝土 強(qiáng)度 經(jīng)濟(jì)成本 應(yīng)用

一、影響混凝土質(zhì)量的因素及控制混凝土質(zhì)量的難點(diǎn)

（1）影響混凝土質(zhì)量的因素

結(jié)合工作實(shí)踐總體來看影響混凝土質(zhì)量的因素比較多，主要包括混凝土原料的質(zhì)量問題，比如混凝土原料采取不合格的產(chǎn)品等、混凝土計(jì)量控制問題，在混凝土的攪拌過程中沒有合理的控制各種添加劑，導(dǎo)致混凝土比例不合格、混凝土生產(chǎn)過程中缺乏科學(xué)的管理，導(dǎo)致混凝土的質(zhì)量存在缺陷，比如有些水泥廠為了追求水泥利潤，加大混合材的摻加量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過20%混合材的限制、混凝土在運(yùn)輸過程中存在的問題，比如在混凝土運(yùn)輸過程中保溫措施不到位，導(dǎo)致混凝土水分揮發(fā)比較多、

（2）控制混凝土質(zhì)量的難點(diǎn)

水泥是影響混凝土質(zhì)量的重要因素之一，掌握、控制好水泥質(zhì)量至關(guān)重要，但也是攪拌站最難掌控的關(guān)鍵所在，目前來看控制混凝土質(zhì)量的難點(diǎn)主要集中在以下幾個(gè)方面：一是水泥強(qiáng)度檢測嚴(yán)重滯后。強(qiáng)度檢測時(shí)間長、罐小、款到付貨等致多數(shù)企業(yè)存在水泥進(jìn)場“即進(jìn)即用”；二是水泥內(nèi)在品質(zhì)。其主要包括出廠水泥強(qiáng)度；混合材摻量；是否摻加早強(qiáng)劑；堿含量等因素；三是水泥進(jìn)場溫度。比如夏季水泥溫度過高混凝土塌損增加。另外不同品種及廠家眾多，使得在混凝土質(zhì)量控制存在很大的問題。

二、P·Ⅰ水泥混凝土的試驗(yàn)

由于各攪拌站使用的摻合料廠家基本固定、質(zhì)量相對穩(wěn)定，而水泥生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)工藝、流程相同，因此， P·Ⅰ水泥各齡期強(qiáng)度與熟料的強(qiáng)度有關(guān)，為預(yù)測P·C水泥28d抗壓強(qiáng)度，建立28d抗壓強(qiáng)度與摻合料的活性及摻加比例等參數(shù)的模型，成功實(shí)現(xiàn)水泥未進(jìn)場情況下預(yù)測P·C水泥28d強(qiáng)度，為配合比計(jì)算及混凝土動(dòng)態(tài)生產(chǎn)調(diào)整提供了科學(xué)的依據(jù)，基本實(shí)現(xiàn)了水泥的預(yù)測、預(yù)控。

1.混凝土的強(qiáng)度試驗(yàn)

混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)是混凝土檢測的重要指標(biāo)之一，由于各攪拌站使用的摻合料廠家基本固定、質(zhì)量相對穩(wěn)定，而水泥生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)工藝、流程相同，因此， P·Ⅰ水泥各齡期強(qiáng)度與熟料的強(qiáng)度有關(guān)，為預(yù)測P·C水泥28d抗壓強(qiáng)度，建立28d抗壓強(qiáng)度與摻合料的活性及摻加比例等參數(shù)的模型，成功實(shí)現(xiàn)水泥未進(jìn)場情況下預(yù)測P·C水泥28d強(qiáng)度，為配合比計(jì)算及混凝土動(dòng)態(tài)生產(chǎn)調(diào)整提供了科學(xué)的依據(jù)，基本實(shí)現(xiàn)了水泥的預(yù)測、預(yù)控。

（1）模型的建立與強(qiáng)度預(yù)測

為做好強(qiáng)度預(yù)測，使其具有通用性，建立了礦粉的活性指數(shù)、摻量、粉煤灰摻量不同的正交試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)共37組，本文隨機(jī)選取其中五組數(shù)據(jù)，見表一：

表一：混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)

通過對上述5組數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析，得到如下公式：

復(fù)合水泥28d抗壓強(qiáng)度預(yù)測公式:.........................(1)

回歸的相關(guān)系數(shù)為0.974，表明該公式預(yù)測的復(fù)合水泥的相關(guān)性極好復(fù)合水泥28d抗折強(qiáng)度的預(yù)測公式:.......................(2)

根據(jù)回歸的相關(guān)系數(shù)為0.944，表明該公式預(yù)測的復(fù)合水泥的相關(guān)性較好。另外結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)以及公式結(jié)果清晰的看出：未進(jìn)行預(yù)測水泥強(qiáng)度前，不符合質(zhì)量控制要求的（小于設(shè)計(jì)強(qiáng)度95%和大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度120%）組數(shù)合計(jì)12組，不合格率為36.4%，標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.5MPa；而進(jìn)行預(yù)測水泥強(qiáng)度后，不符合質(zhì)量控制要求的（小于設(shè)計(jì)強(qiáng)度95%和大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度120%）組數(shù)僅為5組，不合格率為15.1%，標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.8MPa，由此可見，使用P·Ⅰ水泥并建立復(fù)合水泥28d強(qiáng)度預(yù)測有利于混凝土的質(zhì)量控制。

（2）使用P·Ⅰ水泥混凝土強(qiáng)度增加的原因

一是粉煤灰、礦渣微粉的“形態(tài)效應(yīng)”，提高了混凝土的流動(dòng)性，因而改善混凝土的和易性；粉煤灰、礦渣微粉的摻入，可取代部分水泥，降低混凝土中單位體積水泥用量，減緩了水泥水化物的產(chǎn)生，延長混凝土凝結(jié)時(shí)間，并使新拌混凝土具有良好的黏聚性，且泌水性小，從而使混凝土坍落度經(jīng)時(shí)損失減少。

二是粉煤灰、礦渣微粉均為活性礦物摻合料，二者的填充效應(yīng)、微集料效應(yīng)、火山灰效應(yīng)，均可增加混凝土的密實(shí)性，提高混凝土的后期強(qiáng)度。粉煤灰、礦渣微粉復(fù)合使用，可發(fā)揮二者的強(qiáng)度互補(bǔ)效應(yīng)，對硬化混凝土，早期發(fā)揮礦渣微粉活性高、火山灰效應(yīng)較快，后期發(fā)揮粉煤灰的緩慢火山灰效應(yīng)，改善漿體和集料的界面結(jié)構(gòu)，使混凝土結(jié)構(gòu)密實(shí)，強(qiáng)度持續(xù)提高。

三是礦物摻合料的活性需要堿性激發(fā)劑或硫酸鹽激發(fā)劑的激發(fā)，尤其使用活性較低、品質(zhì)較差的粉煤灰。在P·I水泥中使用大摻量礦物摻合料，會(huì)大大稀釋水泥中的SO ，導(dǎo)致混凝土早期強(qiáng)度低、凝結(jié)慢、收縮大。改性HST—A高性能外加劑中的增強(qiáng)組分、減縮組分，與水泥水化產(chǎn)物中的Ca(OH)：共同作用，使礦物摻合料的活性得以充分發(fā)揮，提高混凝土后期強(qiáng)度。

2.經(jīng)濟(jì)成本比較

受多方面因素的限制，一年里我公司頻繁更換水泥，涉及水泥廠達(dá)8家之多，有些時(shí)候，水泥強(qiáng)度未出結(jié)果的情況下急于使用，僅憑經(jīng)驗(yàn)或廠家提供的水泥強(qiáng)度進(jìn)行配合比調(diào)整，給混凝土質(zhì)量控制帶來一定的困難，上述成本分析表僅列舉了具有代表性的三個(gè)廠家進(jìn)行比較，從結(jié)果可以看出，使用P·Ⅰ水泥成本較低。（C30混凝土28d抗壓強(qiáng)度基本相同為36.0～36.3MPa）

表二：混凝土成本分析

使用P．I水泥取代P．0水泥生產(chǎn)混凝土材料成本顯著降低，單方混凝土材料成本可降低2元，對于混凝土公司來說，經(jīng)濟(jì)效果明顯，以年產(chǎn)20萬方計(jì)算，直接經(jīng)濟(jì)效益可增加40萬元左右。

三、結(jié)論

使用P·Ⅰ水泥，可以根據(jù)攪拌站使用的摻合料進(jìn)行復(fù)合水泥28d強(qiáng)度的預(yù)測，為混凝土配合比及時(shí)調(diào)整奠定了基礎(chǔ)；

混凝土質(zhì)量波動(dòng)顯著減小，減少混凝土質(zhì)量事故，為成本控制奠定了基礎(chǔ)；

使用P·Ⅰ水泥，混凝土成本隨混凝土強(qiáng)度等級的提高，接近其他廠家的混凝土成本，但混凝土單方成本平均降低2元/m3，以年產(chǎn)20萬方計(jì)算，直接經(jīng)濟(jì)效益可增加40萬元左右。

[1]黃政宇; 孫慶豐; 周志敏，硅酸鹽-硫鋁酸鹽水泥超輕泡沫混凝土孔結(jié)構(gòu)及性能研究[J].硅酸鹽通報(bào) 2013年09期

[2]計(jì)濤; 紀(jì)國晉; 陳改新，低熱硅酸鹽水泥對大壩混凝土性能的影響[J].水力發(fā)電學(xué)報(bào) 2012年08期

[3]李濤; 胡夏閩; 楊建明; 張鑫，磷酸鉀鎂水泥基材料與硅酸鹽水泥混凝土的粘結(jié)性能研究[J].硅酸鹽通報(bào) 2015年08期

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1007-6344（2015）12-0017-01