立窑水泥在高层建筑结构使用中存在的问题

2017-12-28孙书静

散装水泥 2017年5期

孙书静

立窑水泥在高层建筑结构使用中存在的问题

孙书静

上世纪九十年代，国内外混凝土技术有了很大的发展，开发和应用了高强混凝土、高耐磨混凝土和高强自密实混凝土等。我市高层建筑采用的高性能、高强度混凝土也已推广应用，在选用水泥的品种和等级上存在着较大的差异，有的选用回转窑水泥，有的选用立窑水泥，有的两种水泥同时搭配使用，有的建筑开发商在利益驱动下，在重要结构项目上选择立窑水泥，这对工程质量存在很大的风险。

一、生产工艺带来的质量差异问题

立窑水泥经过几十年的发展，在产品质量上虽然有很大提高，但是，它与干法回转窑水泥质量相比，总体上还存在较大差距，主要表现在水泥早期强度偏低，32.5强度等级的产量多，42.5强度等级的产量少，水泥凝结时间偏长，标准稠度加水量偏高，出厂水泥均匀性不稳定。干法回转窑烧出的熟料质量均匀稳定，在煅烧工艺方面，它的传热传质较快，热力强度集中，熟料质量达到一级品以上。因此，用于高层建筑的混凝土选择立窑水泥尤需要引起重视。

立窑烧出的熟料质量不均匀，熟料f-cao＞2%，熔剂矿物偏多，硅酸盐矿物偏少，部分立窑企业为了降低熟料烧成温度，增加液相量，扩大烧成温度范围，采用了萤石矿化剂的配料技术，它导致了水泥凝结时间延长，由此带来了混凝土凝结硬化缓慢，泌水性增加，抗渗能力下降，影响了混凝土的安全性。熟料早期强度低，后期增长较高（见表 1）。

表l 回转窑与立窑熟料的率值和矿物组成的对比

二、混凝土早期强度低的问题

水泥早期抗压强度低，一直是立窑企业需要解决的技术难题。一般早强型水泥，3d抗压强度增长率要达到28 d抗压强度的50%，而一般立窑水泥的3d与28d抗压强度＞50%的比例较少。水泥早期强度增长率低，它影响混凝土的施工周期。水泥早期抗压强度低，与生产工艺配料有一定的关系。我们还不够或没有充分认识到水泥性能对混凝土质量的影响，水泥企业只要检测3d、28d达到规定的强度和其它指标符合国家标准，就可以出厂，很少关注最终产品混凝土的性能和质量。水泥早期强度高有利于提高混凝土质量，可以预防早期混凝土裂纹。混凝土表层极易出现裂纹，它是混凝土过早损坏的根源之一。产生裂纹的原因虽很多，但重要的原因是混凝土早期强度低，加之养护不充分，混凝土表层由于振捣和静力液压的作用，会产生水和水泥净装的富集层，使表层强度低于内部强度，表层结构较松。采用早期强度低的水泥，若没有充分养护，混凝土出现裂纹的危险性较大，而采用早期强度高的水泥，混凝土出现裂纹的较小，养护时间可以缩短。提高水泥早期强度有利于提高混凝土质量，还可以提早拆模板，提早投入使用。

有的立窑水泥企业为了降低生产成本，超标准多掺混合材，改变了水泥品种，名曰普通水泥，实为复合水泥。一般多掺混合材以后，都要影响水泥的早期强度，其中掺火山灰类混合材料，对混凝土的质量影响大。有的立窑水泥参加重点工程投标，中标的机遇很少，而回转窑水泥则中标较多。不同窑型生产的水泥对配制的混凝土性能对比见表2。

表2 不同窑型P.0 42.5水泥配C30混凝土性能对比

三、水泥颗粒级配和细度粗的问题

目前，立窑对控制水泥颗粒级配的问题尚未系统开展。水泥颗粒级配对水泥性能影响较大，3~32μm颗粒对强度起重要的作用，＞45μm颗粒，28d水化不到一半，熟料利用率低。回转窑粉磨的水泥大部分采用长开路磨，水泥细度＜3%，比表面积＞330m2／kg，它生产的水泥特点是，水泥水化速度快，对混凝土的和易性、强度增长、密实性、耐久性等都有较好的效果。大部分立窑水泥企业的粉磨系统是开路或闭路短磨 (φ2.2×7.0m),只注重检测0.08m／m筛余物，比表面积＜330m2／kg，3~32μm颗粒＜50%，而＞32μm颗粒占25%～30%，立窑水泥熟料强度与回转窑熟料相比，其水泥强度明显相差1个强度等级。立窑企业细度控制，以筛析法和比表面积为主，而大型回转窑企业都配有激光颗粒分析仪来检测水泥颗粒级配和控制颗粒组成，目前，立窑水泥在检测上还没有条件达到这项技术要求。开路磨颗粒级配检测结果及其物理性能见表3、表4。

表3 开路磨颗粒级配检测结果

表4 水泥物理性能对比

四、水泥均匀性影响混凝土强度的问题

出厂水泥均匀性对混凝土强度有直接影响。水泥均化设施较好的企业，采用空气搅拌、多库搭配等均化措施，可以确保水泥的均匀性合格。而不具备均化条件的企业，导致水泥包装平均样与子样相差一个强度等级，这些水泥，一且进入高层建筑结构，其后果可想而知。有的立窑水泥企业袋装水泥按200吨为一个编号取平均样，检验结果达到P.O 42.5强度等级，若从该编号中抽取10袋水泥，检验每袋水泥强度是否达到平均样的强度，结果发现，有的单包水泥可以达到，有的则达不到，没有达到42.5强度等级的水泥应按32.5强度等级出售，而这批编号水泥出厂仍按42.5等级出售。