一种蒸压养护专用水泥助磨剂的大磨试验

何坤富，陶从喜，滕灼光，周 靖[华润水泥技术研发（广西）有限公司，广西 南宁 530008]

0 引言

蒸压养护是将水泥同其他材料在高温度相对应的饱和蒸气压下进行水热反应，在短时间内得到高的强度，是管桩混凝土获得高强度的重要手段[1]。高铝水泥由于其C3A及C4AF含量较高，使得水泥水化早期速度较快，造成水化产物形貌、结构存在缺陷[2-3]。在蒸压养护加速高铝水泥水化过程会将这一缺点放大，导致蒸压养护强度不足。因此，针对高铝水泥在蒸压养护过程后强度偏低的问题，提出解决措施是研发人员的重要任务之一。水泥助磨剂作为一种外加剂，在水泥粉磨过程中掺入，能改善粘球、糊磨的现象，使水泥颗粒具有更好的分散性，提高粉磨效率，增加台时产量，从而减少水泥粉磨过程中的能耗，起到节能减排的作用。而另一方面水泥助磨剂能极大提高水泥的强度性能，改变水泥的水化速度[4-5]。本文通过优化助磨剂的配方，适当减缓水泥早期水化速度，在蒸压养护条件下能形成更稳定的水化产物，从而提高水泥蒸压养护强度，通过小磨试验和大磨工业化试验验证效果。

1 小磨试验与方法

1.1 试验材料

表1为华润水泥某基地（以下简称S水泥公司）熟料矿物组成，由表1可知，S公司熟料C3A及C4AF含量较高，在水泥水化早期速度较快，3d强度偏高。与此同时，SS公司熟料水化过快导致形成的水化产物形貌、结构存在缺陷，因此28d强度偏低。针对SS公司熟料特点，优化助磨剂配方，适当减缓水泥水化速度，从而提高蒸压养护强度。

表1 S水泥公司熟料矿物组成 %

1.2 试验方法

将破碎后的熟料（<5mm）与石膏、石灰石、矿渣按照实际生产P·O 42.5级水泥配比配制5kg试样，加入Φ500mm×500mm标准试验室小磨进行粉磨，粉磨时间为控制勃氏比表（360±10）m2/kg的时间，助磨剂一同掺入；比表面积按照国家标准GB/T 8074—2008《水泥比表面积测定方法勃氏发法》进行测定；水泥细度使用45μm筛余的负压筛分析仪，按照国家标准GB/T 1345—2005《水泥细度检验方法筛析法》进行测定；水泥标准稠度用水量采用GB/T 1346—2011规定进行，使用的仪器设备有NJ—160A型水泥净浆搅拌机，水泥稠度及凝结时间测定仪（维卡仪）；水泥粉体颗粒级配采用激光粒度分布仪进行测定。

2 结果与讨论

2.1 小磨试验质量数据

按92%熟料、4.5%石膏、3.5%石灰石配比进行小磨试验，粉磨质量5 kg，并对小磨水泥样进行相关质量检测，结果如表2和图1所示。由于C3A及C4AF含量偏高，P·Ⅱ水泥3d强度高，28d强度偏低。从图1可以看到，与在用助磨剂相比，专用助磨剂在蒸压养护条件下有更高的抗压强度，由53.9MPa提高至58.0MPa。

表2 P·Ⅱ水泥小磨试验级质量检测结果

图1 蒸压养护强度变化

2.2 助磨剂工业化大磨试验应用

（1）大磨试验P·Ⅱ级水泥台产、电耗变化。工业化大磨试验分为掺在供助磨剂、过渡和掺专用助磨剂三个阶段，使用不同助磨剂对应的台产、电耗见表3。从能管系统统计数据可知，使用专用助磨剂后台产变化不大，电耗下降0.69 kWh/t。

表3 S公司物料配比及大磨试验台产、电耗统计

（2）大磨试验质量检验数据。取大磨试验不同阶段的水泥综合样进行分析，质量结果见表4。与使用在供助磨剂相比，使用专用助磨剂时水泥的标稠、凝结时间等变化不大。从图2可以看出，在蒸压养护方面有较好的效果，抗折强度提高0.3 MPa，抗压强度提高3.6 MPa。

表4 大磨试验质量检验数据

图2 大磨试验中蒸压养护强度对比

3 结论

通过加入蒸压养护专用助磨剂，适当降低高铝水泥早期水化速度，改善水化过快导致水泥形貌及结构的缺陷，从而在不影响水泥其他质量性能的同时提高水泥蒸压养护强度。小磨试验验证得到在蒸压养护条件下使用专业助磨剂比在供配方强度提高4.1 MPa。工业大磨试验样在蒸压养护条件下强度提高3.6 MPa，且大磨试验中台产提高0.8 t/h，电耗下降0.69 kWh/t。