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水泥生產(chǎn)工藝控制-水泥生產(chǎn)技術(shù)-環(huán)球重工

水泥的活性(強(qiáng)度)愈高,比表面積高,其保水性能愈好,抗?jié)B和抗碳化性能愈強(qiáng),有利于混凝土耐久性的提高。但是水泥的細(xì)度愈細(xì)則需水量愈大,使混凝土高度水保和導(dǎo)致混凝土膨脹和開裂,是所有混凝土過早破壞的先決條件。所以混凝土的完整性和水密性這個(gè)混凝土抗破壞的第一道防線是有關(guān)混凝土耐久性的首要環(huán)節(jié),也就是說避免開裂的 能力至關(guān)重要。
  熟料礦物成分中C3A雖然對早期強(qiáng)度有貢獻(xiàn),卻對抗磨損、避免裂縫形成以及抗化學(xué)侵害不利。所以在高飽和比、高硅酸率、高鋁氧率這三高配料的思想指導(dǎo)下,應(yīng)盡可能降低C3A的含量,并且盡可能使高溫熟料得以淬冷。因此長徑比小的窯型和新型篦冷機(jī)應(yīng)得到優(yōu)先關(guān)注。另外,如果因原燃料的條件所限C3A不能降至7%以下,高細(xì)礦渣或粉煤灰的摻入 有利于降低水化熱,降低了新澆混凝土表面的溫度梯度[2],并且減少了后期鈣礬石的形成,從而降低了混凝土開裂的風(fēng)險(xiǎn)。
  除了溫度梯度高產(chǎn)生收縮外,濕度梯度[2]高也是混凝土出現(xiàn)早期開裂的主要原因,F(xiàn)代化的裝備生產(chǎn)的水泥極大地提高了水泥活性,也就增大了水化熱和需水量,使混凝土表面的溫度梯度和濕度梯度增大,降低了徐變系數(shù),使得高強(qiáng)混凝土比低強(qiáng)混凝土更易開裂。
  為了解決既要高強(qiáng)、磨細(xì),又要降低水化熱和需水量這一對矛盾,國內(nèi)外的水泥工作者做了大量工作,一方面努力降低C3A含量和加快冷卻速率,一方面努力調(diào)整水泥粉磨系統(tǒng)的工作參數(shù)使水泥的顆粒級配更合理,即調(diào)整RRB曲線的斜率(n值),使盡可能在1.0左右。目前國內(nèi)以帶O—SEPA選粉機(jī)的圈流球磨生產(chǎn)的切割粒徑(也稱特征粒徑)x在22~24μm時(shí),n值較高(1.2~1.3),需水量相對不低(26%標(biāo)準(zhǔn)稠度)。如此粗的水泥,原標(biāo)準(zhǔn)可以達(dá)到525一級品水平,但按新標(biāo)準(zhǔn)僅可按一般的42.5級出廠。所以很多文章指出目前我國普遍的水泥細(xì)度較粗是符合實(shí)際情況的。x值與新/老標(biāo)準(zhǔn)的28d耐壓強(qiáng)度比有直接關(guān)系,當(dāng)x在22~23μm時(shí),上述比值在0.8左右;當(dāng)x在16~18μm時(shí),此比值可提高至0.9或以上。如果與歐洲的水泥比較,他們的42.5級水泥的切割粒徑一般在16~18μm,用上述圈流球磨生產(chǎn)如此細(xì)度的水泥,標(biāo)準(zhǔn)稠度恐怕要超過28%,但是國內(nèi)有的新型大廠用立磨(或輥壓機(jī))一球磨聯(lián)合粉磨系統(tǒng)磨制水泥,達(dá)到上述x值時(shí)(n=1.0左右),標(biāo)準(zhǔn)稠度不過27%。既可保證42.5級一級品,需水量又不致過大。 
  但是如果有些水泥廠因堿含量過高,或者因窯型等外因的限制,水泥熟料活性較差,為了努力提高28d抗壓強(qiáng)度從而大幅度提高比表面積,造成3d強(qiáng)度大增。這種水泥需水量、水化熱大增,混凝土早期裂縫頻繁出現(xiàn),混凝土的耐久性不良。特別細(xì)的早強(qiáng)(R3/R28≥60%)水泥由于凝結(jié)較快,還使混凝土坍落度損失過大,對施工不利。
  因此,沒有必要超越客觀條件以粉磨得更細(xì)的手段來提高水泥的標(biāo)號。從而可以認(rèn)為R型早強(qiáng)水泥不一定優(yōu)于非R型水泥。過去水泥熟料活性低,磨得也粗,混凝土標(biāo)號又不高(≤C30),水灰比較大(>0.5),早強(qiáng)型水泥對施工是有利的。但現(xiàn)在新型水泥裝備的出現(xiàn),高性能混凝土逐漸普及,水灰比下降(0.35~0.4),早強(qiáng)型水泥就轉(zhuǎn)化為不利因素。國外之所以仍有標(biāo)明R型水泥的銷售,主要因?yàn)樵摰貐^(qū)原料條件的限制而必然是早強(qiáng)型,標(biāo)明R型就可使施工者配制混凝土?xí)r采取必要措施(包括水泥用量、水灰比、外摻料、養(yǎng)護(hù)條件等),避免混凝土出現(xiàn)裂縫而過早地被破壞。
  水泥中摻入較大量的磨細(xì)礦渣或粉煤灰時(shí),上述矛盾可得到很大程度的緩解。
  此外,上述混凝土坍落度損失過大的原因還有水泥粉磨過程中溫度太高(或因磨內(nèi)噴水設(shè)施損壞),即使顆粒級配(x和n值)都正常,也會因石膏脫水而影響混凝土的施工性能。

3 結(jié)論
  1)用高強(qiáng)水泥制備高強(qiáng)混凝土可以提高混凝土的密實(shí)性,從而提高其耐久性。
  2)生產(chǎn)高強(qiáng)水泥熟料時(shí),提高硅酸鹽礦物含量的同時(shí)應(yīng)控制C3A含量,以利混凝土的耐久性。要充分注意熟料的冷卻速度,采用長徑比小的窯以及性能優(yōu)越的冷卻機(jī)是可取的措施。
  3)提高水泥磨細(xì)的程度是必要的。要?jiǎng)?chuàng)造條件用x和n值來控制細(xì)度。和任何事物一樣,提高水泥磨細(xì)程度也有兩面性,它使需水量增加從而不利于耐久性。立磨(輥壓機(jī))-球磨機(jī)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)是較好的選擇,不但節(jié)能效果好而且有利于控制需水量?刂扑喾勰r(shí)的溫度也很重要。
  4)在原料條件不利時(shí)(如堿含量過高)不必過分以提高比表面積的手段追求較高的28d強(qiáng)度。R型水泥不—定優(yōu)于非R型水泥。
  5)水泥中混合材粒徑較粗時(shí)對混凝土的耐久性不利,但是摻入細(xì)磨礦渣(分別粉磨)且摻量相對較養(yǎng)時(shí)對混凝土耐久性極為有利,在堿含量或C3A較高的情況下尤為如此。故應(yīng)大力推廣。

 

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