基于混凝土耐久性要求重構(gòu)水泥標準研究

張青 白城師范學院

一、確定水泥標準技術(shù)框架

（1）在早期對其進行水化速率限制；

（2）在早期對其收縮和水化熱進行限制；

（3）勻質(zhì)性的提升；

（4）對其流變性能科學規(guī)定，讓混凝土工作性得到良好保障；

（5）讓水泥強度得以持續(xù)提升；

（6）對其強度檢驗方法加以修改，使其檢驗結(jié)果更和混凝土強度有關(guān)。

二、水泥標準技術(shù)

將以上原則作為依據(jù)，提出了以下技術(shù)標準框架：

（1）提升水泥中的堿含量上限，將SO3的限定值以及普通硅酸鹽水泥中的燒失量限定值適當提升，并保持其他化學成本不變。

（2）將水灰比控制在0.4，合理使用減水劑，用新的強度檢測法替代傳統(tǒng)強度檢測法，或者是將新型和傳統(tǒng)強度檢測法結(jié)合使用。

三、相關(guān)標準

（1）將熟料中的C3A含量指標上限提升；（2）將熟料中的C3S含量指標上限提升；（3）將熟料中的硫堿比指標下限提升；（4）將早期的水泥水化速率指標上限提升；

（5）將水泥水化熱一天和三天的指標上限提升；

（6）將水泥開裂方面敏感性指標限制提升；

（7）將減水劑和水泥之間的相容性要求提升，建議通過砂漿擴展方法檢驗；

（8）將水泥在28d/3d以及365d/90d的強度比值標準下限提升。

四、水泥標準技術(shù)框架說明

（一）石膏在水泥中的摻量及其形態(tài)

加工水泥中的SO3限定值提升，使其稠化指數(shù)指標上限增加，將其初凝時限改變，主要是為對水泥生產(chǎn)中石膏的具體摻量及其形態(tài)加以優(yōu)化。

在當今，水泥廠所進行的石膏摻量確定主要是將摻量和強度、和初凝時間曲線作為依據(jù)來確定，這樣的方法通常導致石膏摻量偏低。其實，石膏摻量可影響到水泥的流變性、早期收縮和強度發(fā)展。因此，石膏摻量方法確定中，需對其摻量和流變性曲線、和收縮曲線加以全面考慮，而摻量和流變性曲線更加重要。將摻量和流變性作為依據(jù)來進行參量確定，通常會比按照摻量和收縮曲線所確定的產(chǎn)量高出一些，甚至會出現(xiàn)接近或者是超過標準限量的情況，這就將SO3限定值適當放寬。

（二）水灰比較低條件下的強度檢驗

因為普遍應用減水劑，所以混凝土已基本顯著降低了水膠比，當今水泥強度檢驗中將水灰比定為0.5，較應用中的水膠比明顯高出很多，而其問題主要有三個：第一，水泥和混凝土之間的強度不再有關(guān)；第二，對化學反應活性在水泥強度中的影響作用過分強調(diào)，進而使水泥分布在其強度中的影響被弱化；第三，將混合材料對水泥強度的影響夸大，進而時強度自身的物理作用被忽視。尤其是在通過目前的檢驗方法進行水泥強度的檢驗中，混合材料活性指標對于材料化學反應的依賴性被過分夸大。

（三）熟料中C3S和C3A的含量

在對熟料中C3S和C3A含量進行限定時，擬定的限定值有兩種，其一是通過X射線衍射儀進行限定值測定，其二是通過鮑格公式對限定值進行計算。在新型干法窯熟料內(nèi)，C3A實際含量低于就計算值，C3S實際含量高于計算值，而通過X射線衍射發(fā)現(xiàn)其測定值符合實際值。但是因為儀器費用昂貴，所以該方法暫時得不到普及。

（四）水泥稠化指數(shù)

稠化指數(shù)可反映出水泥在最早期具體的水化塑料指標，它所反映的是熟料中C3A的活性與含量、石膏具體摻量及其形態(tài)的合適性、減水劑和水泥之間的相容性、混凝土所具有的保塑性能等。

（五）水泥1天、3天水化熱

水化熱是對水泥早期速率最便捷的表征方法，該方法在水泥行業(yè)質(zhì)量檢測中也是應用多年的一項指標。從低熱和中熱水泥生產(chǎn)經(jīng)驗可見，將早期水化熱降低的有效方法是將熟料C3S以及C3A的含量以及水泥的比表面積降低。限定一天、三天中水泥的最高水化熱量的最大值以及熟料C3S、C3A的最大值，并對水泥三天的最小強度值加以限定，這樣就可以讓水泥生產(chǎn)者對于化學作用影響水泥強度的觀點得以良好轉(zhuǎn)變。

（六）28d/3d以及365d/90d條件下的強度比值

對28d/3d以及365d/90d條件下的水泥強度比值指標下限進行設定，其主要目的是避免水泥出現(xiàn)早期強度過高情況，并使其在比較長的一段時間里實現(xiàn)持續(xù)增長。

（七）工業(yè)副產(chǎn)石膏應用中的可溶性氟和磷限量

在工業(yè)副產(chǎn)石膏中，可溶性的氟和磷都會讓水泥凝固時間延長，但并不會對C3A水化產(chǎn)物起到形貌改善作用，抑制水泥收縮的作用較石膏差，所以應對其含量加以限制，以此來保障石膏摻量，防止混凝土緩凝過度。

（八）水泥細度

沒有按照大多數(shù)人的主張限制水泥細度，主要原因包括以下三點：

（1）按照一天、三天里的水泥水化熱指標上限來限制其早期水化熱速率。

（2）針對本次所提出的水泥技術(shù)標準框架，最有效的一項實現(xiàn)措施就是分別用水泥進行粉磨工藝。在粉磨過程中，可對水泥細度分別進行分布設置，其中，3μm以下的細顆粒大多屬于惰性材料，對于這種面料，使用時，不僅不需要將其早期水化速率加大，也可以使其力度分布和Fuller曲線接近，進而實現(xiàn)水泥強度和流變性的有效提升。

（3）通過細度概念闡述來獲得更加深入的理解。

（九）標準稠度條件下的水泥用水量

未像許多人主張的那樣，對標準稠度條件下的水泥用水量限制，主要考慮以下三個原因：

對標準稠度下的水泥用水量和混凝土用水量概念進行區(qū)分，雖然兩者存在一定關(guān)聯(lián)，但其對應關(guān)系并未確定。以內(nèi)標準稠度下的水泥用水量有著不同的變化原因，所以兩者也就有著不同的對應關(guān)系。

對減水劑和水泥相容性已作出限定，其檢驗結(jié)果中有水泥流變性，所以不再單獨進行流變性限定。

水泥用分別粉末工藝生產(chǎn)，標準稠度用水量可能較高，但減水劑和水泥相容性不會因此變差，混凝土用水量會有所提升。