立窯水泥在高層建筑結構使用中存在的問題

孫書靜

立窯水泥在高層建筑結構使用中存在的問題

孫書靜

上世紀九十年代，國內外混凝土技術有了很大的發展，開發和應用了高強混凝土、高耐磨混凝土和高強自密實混凝土等。我市高層建筑采用的高性能、高強度混凝土也已推廣應用，在選用水泥的品種和等級上存在著較大的差異，有的選用回轉窯水泥，有的選用立窯水泥，有的兩種水泥同時搭配使用，有的建筑開發商在利益驅動下，在重要結構項目上選擇立窯水泥，這對工程質量存在很大的風險。

一、生產工藝帶來的質量差異問題

立窯水泥經過幾十年的發展，在產品質量上雖然有很大提高，但是，它與干法回轉窯水泥質量相比，總體上還存在較大差距，主要表現在水泥早期強度偏低，32.5強度等級的產量多，42.5強度等級的產量少，水泥凝結時間偏長，標準稠度加水量偏高，出廠水泥均勻性不穩定。干法回轉窯燒出的熟料質量均勻穩定，在煅燒工藝方面，它的傳熱傳質較快，熱力強度集中，熟料質量達到一級品以上。因此，用于高層建筑的混凝土選擇立窯水泥尤需要引起重視。

立窯燒出的熟料質量不均勻，熟料f-cao＞2%，熔劑礦物偏多，硅酸鹽礦物偏少，部分立窯企業為了降低熟料燒成溫度，增加液相量，擴大燒成溫度范圍，采用了螢石礦化劑的配料技術，它導致了水泥凝結時間延長，由此帶來了混凝土凝結硬化緩慢，泌水性增加，抗滲能力下降，影響了混凝土的安全性。熟料早期強度低，后期增長較高（見表 1）。

表l 回轉窯與立窯熟料的率值和礦物組成的對比

二、混凝土早期強度低的問題

水泥早期抗壓強度低，一直是立窯企業需要解決的技術難題。一般早強型水泥，3d抗壓強度增長率要達到28 d抗壓強度的50%，而一般立窯水泥的3d與28d抗壓強度＞50%的比例較少。水泥早期強度增長率低，它影響混凝土的施工周期。水泥早期抗壓強度低，與生產工藝配料有一定的關系。我們還不夠或沒有充分認識到水泥性能對混凝土質量的影響，水泥企業只要檢測3d、28d達到規定的強度和其它指標符合國家標準，就可以出廠，很少關注最終產品混凝土的性能和質量。水泥早期強度高有利于提高混凝土質量，可以預防早期混凝土裂紋。混凝土表層極易出現裂紋，它是混凝土過早損壞的根源之一。產生裂紋的原因雖很多，但重要的原因是混凝土早期強度低，加之養護不充分，混凝土表層由于振搗和靜力液壓的作用，會產生水和水泥凈裝的富集層，使表層強度低于內部強度，表層結構較松。采用早期強度低的水泥，若沒有充分養護，混凝土出現裂紋的危險性較大，而采用早期強度高的水泥，混凝土出現裂紋的較小，養護時間可以縮短。提高水泥早期強度有利于提高混凝土質量，還可以提早拆模板，提早投入使用。

有的立窯水泥企業為了降低生產成本，超標準多摻混合材，改變了水泥品種，名曰普通水泥，實為復合水泥。一般多摻混合材以后，都要影響水泥的早期強度，其中摻火山灰類混合材料，對混凝土的質量影響大。有的立窯水泥參加重點工程投標，中標的機遇很少，而回轉窯水泥則中標較多。不同窯型生產的水泥對配制的混凝土性能對比見表2。

表2 不同窯型P.0 42.5水泥配C30混凝土性能對比

三、水泥顆粒級配和細度粗的問題

目前，立窯對控制水泥顆粒級配的問題尚未系統開展。水泥顆粒級配對水泥性能影響較大，3~32μm顆粒對強度起重要的作用，＞45μm顆粒，28d水化不到一半，熟料利用率低。回轉窯粉磨的水泥大部分采用長開路磨，水泥細度＜3%，比表面積＞330m2／kg，它生產的水泥特點是，水泥水化速度快，對混凝土的和易性、強度增長、密實性、耐久性等都有較好的效果。大部分立窯水泥企業的粉磨系統是開路或閉路短磨 (φ2.2×7.0m),只注重檢測0.08m／m篩余物，比表面積＜330m2／kg，3~32μm顆粒＜50%，而＞32μm顆粒占25%～30%，立窯水泥熟料強度與回轉窯熟料相比，其水泥強度明顯相差1個強度等級。立窯企業細度控制，以篩析法和比表面積為主，而大型回轉窯企業都配有激光顆粒分析儀來檢測水泥顆粒級配和控制顆粒組成，目前，立窯水泥在檢測上還沒有條件達到這項技術要求。開路磨顆粒級配檢測結果及其物理性能見表3、表4。

表3 開路磨顆粒級配檢測結果

表4 水泥物理性能對比

四、水泥均勻性影響混凝土強度的問題

出廠水泥均勻性對混凝土強度有直接影響。水泥均化設施較好的企業，采用空氣攪拌、多庫搭配等均化措施，可以確保水泥的均勻性合格。而不具備均化條件的企業，導致水泥包裝平均樣與子樣相差一個強度等級，這些水泥，一且進入高層建筑結構，其后果可想而知。有的立窯水泥企業袋裝水泥按200噸為一個編號取平均樣，檢驗結果達到P.O 42.5強度等級，若從該編號中抽取10袋水泥，檢驗每袋水泥強度是否達到平均樣的強度，結果發現，有的單包水泥可以達到，有的則達不到，沒有達到42.5強度等級的水泥應按32.5強度等級出售，而這批編號水泥出廠仍按42.5等級出售。

五、幾點認識

1、長期以來，如何避免混凝土出現裂紋，提高其密實性、抗摻性、抗凍性、抗碳化性和抗蝕性，一直是水泥混凝土技術研究的課題。水泥企業應從思想上有大的轉變，應把混凝土做為最終商品來認識。

2、高層建筑結構是關系到工程質量的百年大計，對重點工程項目，建筑施工企業，要加強對供方產品進行監督抽樣，對供方進行生產過程的評價。立窯水泥企業雖還有一段時間的生存空間，但生存的前提是提高產品質量和降低生產成本，以優質的售后服務，提高產品在市場的競爭能力。

孫書靜，女，沈陽太平水泥廠。

于 飛）