蒸压加气混凝土砌块专用水泥研究与应用

2020-12-01曾飞黄英姿熊义俊陈俊王体正

商品混凝土 2020年11期

曾飞，黄英姿，熊义俊，陈俊，王体正

（中国葛洲坝集团水泥有限公司，湖北武汉 430000）

0 引言

蒸压加气混凝土砌块具有轻质、保温、隔热防火、节能环保和易加工的特点[1]，在我国经过几十年的发展，以预制成品的形式被广泛应用于住宅、办公、厂房等建筑的非承重内外墙体[2]。随着国家对建筑节能标准的要求越发严格，蒸压加气混凝土砌块因为其天然的性能优势正迎来更加广阔的发展空间。作为水泥生产企业，我公司在为蒸压加气混凝土砌块厂家供应水泥的过程中，紧密结合客户需求，研究储备蒸压加气混凝土砌块专用水泥生产技术。本文从试验研究和实际生产等方面展开论述。

1 产品主要质量控制指标

蒸压加气混凝土砌块在浇筑后的稠化预养阶段，必须使浆体达到一定的强度后才能脱模、切割，对水泥早期强度有一定要求。砌块的稠化、静养时间受水泥的凝结时间影响，水泥凝结时间偏长会导致浆体强度偏低，不利于切割，严重影响生产效率。同时为保障砌块浆体入模后稠化反应的顺利进行，需保证水泥有较好的适应性，以改善配料浆体的粘度和塑性。

针对蒸压加气混凝土砌块对水泥性能的特殊要求，在遵循 GB 175—2007《通用硅酸盐水泥》国家标准的前提下，结合生产实际及客户需求，重点控制产品主要性能指标见表 1。

表1 水泥主要物理性能指标

2 研究过程

2.1 熟料中 C3A 含量的影响

调节水泥凝结时间，控制水泥熟料中 C3A 的含量是关键。熟料的矿物成分中，C3A 水化反应速率最快，其强度在三天之内就能充分发挥出来，高 C3A 含量水泥具有早期强度高、凝结时间快的特点。通过检测统计公司实际生产中熟料的化学成分和矿物组成，以及相应的物理性能，研究不同 C3A 含量（每组数据 C3A 含量约相差 0.30%）对熟料性能的影响，结果见表 2、表 3。

表2 不同 C3A 含量时熟料的成分、三率值和矿物组成

熟料标稠用水量和凝结时间、抗压强度随 C3A 含量的变化趋势分别如图 1 和图 2 所示。结合图表可以看出随着 C3A 含量的增加，熟料凝结时间逐渐缩短；早期强度逐渐增加，后期强度变化不明显，这与上述理论相吻合；而标稠用水量随着 C3A 含量增加至 7.56% 时达到 26%，而后又有所降低。因此要达到提高熟料早期强度的目的，需适当提高熟料中 C3A 矿物含量。

表3 不同 C3A 含量时熟料的物理性能

图1 熟料稠度和凝结时间随 C3A 含量变化

图2 熟料抗压强度随 C3A 含量变化

2.2 混合材活性试验

结合熟料的特点，为保证水泥成品性能满足要求，对公司附近现有混合材进行化学成分分析和活性试验，优选活性指数高的混合材有利于水泥强度的增长，结果如表 4 所示，表中 A、B、C 分别代表不同产地的混合材。

表4 混合材矿物组成分析及活性指数试验结果

通过混合材活性指数试验发现，三个不同品种混合材活性指数由高到低为粉煤灰、炉渣、煤矸石，其中活性最高为粉煤灰 C，所以确定以粉煤灰 C 为主要混合材。

2.3 混合材小磨试验

石灰石粉末价格较低，且水热环境下有助于析出Ca(OH)2，与含硅材料中的 SiO2和 Al2O3作用，以水热合成方式生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，有助于强度的增长。因此以粉煤灰 C 和石灰石粉末搭配作为混合材，以磷石膏作调凝剂进行小磨试验，所用材料的化学成分分析结果如表 5。为确定石灰石粉末的最大掺量，设计了几组水泥混合材配比方案和混合材小磨试验结果如表 6 所示，熟料抗压强度随石灰石粉末掺量变化见图3。

表5 熟料、石灰石粉末、粉煤灰矿物组成 %

结合图3熟料抗压强度随石灰石粉末掺量变化趋势可知，在石灰石粉末掺量小于 5% 时，水泥早期强度有所增长，后期强度基本无影响，水泥标稠用水量略有下降。当石灰石粉末掺量大于 5% 时，水泥后期强度开始降低，当石灰石粉末掺量大于 7% 时，水泥后期强度降低明显，故综合确定石灰石粉末最佳掺量为 5%～7%。