解决水泥与减水剂相容性问题一例

2014-03-10李思源夏宝林

水泥技术 2014年5期

李思源，夏宝林

解决水泥与减水剂相容性问题一例

One Case for Solving the Compatibility Problem of Cement and Water Reducer

李思源1，夏宝林2

一水泥粉磨站企业，常年为一混凝土搅拌站提供P·O42.5级水泥，在使用过程中，搅拌站反映水泥净浆流动度损失太大，在混凝土搅拌车内即将凝固，无法泵送。根据搅拌站实验室的检验，该批水泥的初始净浆流动度为179mm，60min后的净浆流动度为112mm，经时损失率高达37.43%。现将调查处理这一问题的过程介绍如下，以供同行参考。

1 原因查找

该公司为该混凝土搅拌站供应水泥已有数年时间，产品质量稳定深得搅拌站信赖。以往偶有水泥与减水剂相容不好现象发生，但情形轻微，经搅拌站自行调整减水剂或用水量和水泥用量后问题即告解决。此案例的发生纯属偶然，但为了杜绝类似现象的再次发生，笔者从以下几个方面入手查找这一问题原因:

1.1 水泥温度

出磨水泥温度在100～103℃，经O-sepa选粉机引入冷风选粉冷却后入库温度当有所下降，再经水泥圆库储存冷却后当更低，经现场取样测定，出厂水泥温度为66℃～69℃，这个温度与以往相比并未显著升高，文献[1]介绍，出磨水泥温度宜小于110℃，文献[2]提出应控制出厂水泥温度（< 65℃），该公司出厂水泥温度虽然没有达到这个要求，但相去不远，因此可以断定水泥温度不是导致这起投诉的主要因素。1.2水泥新鲜度

时值水泥销售淡季，该公司库内水泥一般储存20d以后才能销出，这比销售旺季的只储存3～5d即销出显然大有改善。

1.3 水泥比表面积

出厂水泥比表面积在320～330m2/kg左右，文献[3]介绍解决水泥与减水剂相容性不好的措施之一是，将出磨水泥比表面积平均值由原来的360m2/kg降低到345m2/kg，该公司水泥比表面积平均值显然没有超过这一值，故水泥比表面积也不是导致这起投诉的原因。

1.4 水泥原材料

该公司制造水泥所用原材料混合材为矿渣超微粉、粉煤灰、石灰石，缓凝剂石膏和回转窑熟料。

1.4.1 混合材

该公司采用闭路粉磨系统粉磨水泥，在磨尾设置了矿渣超微粉计量掺加系统，文献[4]介绍，采用分别粉磨，将高细度矿渣掺入水泥中，可有效改善水泥与减水剂的适应性。该公司在磨尾掺加矿渣超微粉，显然对改善水泥与减水剂相容性有利。但矿渣粉厂家在生产矿渣粉时，为求提高磨机产量和增加矿渣粉比表面积，在矿渣粉中掺加粉煤灰几乎是普遍作法，为防止其中粉煤灰烧失量过大影响与减水剂相容性，特地检测了矿渣粉烧失量指标，实测为0.69%，并不高，可以排除这一因素的影响。

两次抽测粉煤灰烧失量为0.84%和0.37%，均大大低于一般对粉煤灰作混合材烧失量不超过5%的要求，因此，不会发生因为粉煤灰烧失量超标而对减水剂吸附量过大导致水泥与减水剂相容性不好的问题。

1.4.2 缓凝剂石膏

该公司使用的是天然二水石膏，抽测其结晶水含量在11%～16%之间，没有采用脱硫石膏和磷石膏等工业废弃物石膏导致水泥与减水剂相容性不好的可能。

1.4.3 熟料

这是粉磨站制造水泥最重要的原料，当然也是分析查找原因的重点。

笔者根据近期该公司四个熟料供应商查看熟料全分析成分，计算出铝酸三钙含量，具体数据见表1。

表1 四家熟料中铝酸三钙含量一览表

从表1可以看出，由铝酸三钙含量从低到高判断熟料与减水剂相容性好坏的顺序为:PJ公司>WL公司> RJ公司>WW公司。

进一步测定了各家熟料的净浆流动度。熟料净浆流动度试验材料配合比见表2。

表2 熟料净浆流动度试验材料配比表

为与搅拌站实验室结果相比较，表1配比和减水剂为搅拌站提供，减水剂为萘系普通减水剂。

试验过程从略，试验结果见表3。

从表3看，由熟料净浆流动度经时损失排序，各公司熟料与减水剂相容性好坏排序为PJ公司>RJ公司> WL公司>WW公司。

从表1看，WW公司熟料中的铝酸三钙含量无论是平均值还是最高值都是四家熟料厂商中最高的，且其最高值达11.87%。

查看生产记录，导致搅拌站出现问题的P·O42.5水泥使用熟料正是RJ公司与WW公司按2:1比例搭配使用的。按文献[5]观点，C3A含量超过8.5%，即使调整减水剂用量，也不能解决经时损失问题。至此可以断定，正是RJ公司，特别是WW公司熟料中的高C3A含量（达11.87%）导致了水泥与减水剂经时损失大的问题。经过了解，WW公司熟料是该公司首次使用，此前从未用过，这就进一步验证了上述结论。

表3 熟料净浆流动度结果表

2 解决措施

为满足搅拌站的生产需要，该公司按前述结论立即更换了熟料，由表1和表3的试验结果，最低的熟料净浆流动度经时损失为PJ公司，仅为7%，60mim后损失仅为18.5mm，当然可以满足搅拌站的需要。如果全部使用PJ公司熟料生产P·O42.5水泥，最有把握解决问题。但PJ公司运距较远，到厂成本价较高，完全使用该公司熟料不经济，为此外购PJ公司熟料与WL公司熟料（虽经时损失大于RJ公司，但差别不大）按4:1比例搭配使用，取入库水泥测净浆流动度结果见表4（净浆流动度试验材料配比表同表2，唯将熟料粉换为入库水泥）。

新产水泥发运到搅拌站后立刻见效，解决了问题。

3 结语

（1）水泥粉磨站企业不同于水泥熟料企业，要面对混凝土搅拌站等终端用户，必须识别用户（特别是生产预拌混凝土的搅拌站用户）的要求，它们对水泥与减水剂相容性的重视程度丝毫不亚于对水泥强度的重视。尽管这不是水泥国家标准要求的项目，但市场竞争使水泥工作者认识到要在市场竞争中赢得主动，就必须使自己的产品适应用户的需要，使产品质量由符合性向适应性转化。明确了这一点，有混凝土搅拌站用户的粉磨站宜开展好水泥与减水剂相容性的控制项目。

（2）从原材料源头把关，识别各种原材料质量变化（尤其是熟料）对水泥与减水剂相容性的影响，合理选择供方并适时进行控制，从而防患于未然。

（3）在把住原材料进厂关的基础上，控制好粉磨工艺参数，并降低水泥温度，增加水泥储存时间，也是搞好水泥与减水剂相容性控制的重要手段。