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兰州祁连山水泥商砼有限公司一、当代混凝土的特点二、水泥品质现状对混凝土生产和质量的影响三、结论与建议◆工厂化的集中生产区别于传统上分散在工地现场拌制和吊斗浇筑的塑性混凝土，当代混凝土首先在工艺上是在工厂集中预拌，输送至现场泵送浇筑，因此需要很好的施工性能，目前的商品混凝土的坍落度普遍较大；◆使用混凝土的强度范围很宽，从C15到C80均有◆混凝土和水泥强度之间不再有线性关系◆以预拌混凝土、泵送为主流，拌和料的流变性能成为重要问题◆以高效减水剂的大规模使用为特征◆不依靠水泥的品种而用外加剂进行改性已越来越普遍，例如对需水性、凝结时间、强度发展、变形性质、含气量等。特别是高效减水剂改变了水泥本身的流变性能◆较低的水胶比由于矿物掺和料对混凝土强度的贡献显著依赖于水胶比，当混凝土水胶比在0.5及其以上时，掺和料的作用不能得以发挥。因此除了不考虑耐久性的结构，常用的C30、C40混凝土水胶比一般都低于0.5；较低水胶比和较大坍落度造成混凝土较大的水泥（胶凝材料）用量。◆掺用矿物掺和料为了降低高强度水泥及其较大用量造成的混凝土内部较高温升，也由于可持续发展战略的需要，矿物掺和料已逐渐成为现代混凝土必需的组分，而且有加大掺量的趋势──尤其是用于混凝土结构耐久性的设计，矿物掺和料是必需的组分，而且掺量要大于20%◆严酷环境的工程增加，使耐久性要求日益突现例如：抗冻融要求较高水工工程，大坝、桥柱等。◆在水泥水化热增大、强度提高的同时结构尺度增大，改变了大体积混凝土的概念◆由于行业发展的速度太快，人员素质，地方材料，管理水平与质量要求的矛盾日益突出同样符合国家水泥标准技术要求的水泥在配制混凝土时性能差异很大。1、水泥细度的影响水泥流变性能对混凝土施工性能有重要影响，而施工性能是硬化后混凝土质量的重要保证。粗细颗粒恰当级配的水泥，可得到良好的流变性能。水泥中3～30μm的颗粒起强度增长的主要作用，＞60μm的颗粒则对强度不起作用，但起稳定体积的作用。因此3～30μm的颗粒应当约占90%；＜10μm的颗粒起早期强度的作用，且需水量大，而其中＜3μm的颗粒，只起早强作用，因此流变性能好的水泥10μm的颗粒应当＜10%。我国多数水泥的生产则基本上只关心细度，很少注重水泥颗粒的级配。认为水泥磨得细水化快而且充分，提高水泥强度最简单的技术就是增加比表面积。近年来用80μm筛析法检测水泥细度时，大多筛余量都小于3%，甚至没有筛余，水泥比表面积已高达400m2/kg。越细的水泥需水量越大，与外加剂相容性越差；混凝土坍落度损失越大；水化热越大，开裂敏感性越大，用萘系高效减水剂UNF-5与不同细度的水泥进行与外加剂相容性试验。用相同水灰比的净浆改变外加剂掺量，分别于搅拌后5分钟和60分钟检测流动度，试验外加剂对不同细度水泥的饱和点、1小时后的流动度损失以及使流动度不损失的掺量点。0501001502002500.40.81.21.622.4净浆流动度（mm）高效减水剂掺量（%）S=3014cm2/g5min60minS=3982cm2/g0501001502002503000.40.81.21.622.4高效减水剂掺量（%）净浆流动度（mm）5min60minS=4445cm2/g0501001502002503000.40.81.21.622.4高效减水剂掺量（%）净浆流动度（mm）5min60minS=5054cm2/g0501001502002503000.40.81.21.622.4高效减水剂掺量（%）净浆流动度（mm）5min60min该实验表明，水泥比表面积增大，外加剂与水泥的相容性随之下降。0100200300400500170220270320370420470520水泥细度(m2/kg)重量损失25%时的冻融循环次数用收缩开裂环检测水泥的开裂敏感性,从成型到开裂经过的时间越短，抗裂性越差◆随着水泥生产工艺的不断进步，标准及检验方法的不断修定，水泥的强度不断提高。而我国现行水泥标准规定检测水泥强度的水灰比增大后，对水泥标称强度的规定却仍与修订前水灰比较低时的一样，因而近30年我国水泥28天强度提高了约20Mpa，相对于28天强度早期强度提高的幅度更大。◆不断提高水泥强度的技术路线主要是增加C3S和C3A、提高比表面积。其结果是水泥中高强和早强组分越来越多，比表面积由于没有上限而越来越大，水化热越来越大，抗裂性、抗腐蚀性越来越差。混凝土强度的后期增长率下降甚至倒缩，作为混凝土的主要组分，严重影响了混凝土结构抵抗环境作用的耐久性能。◆含碱量不仅当混凝土骨料有活性时影响混凝土碱-骨料反应，而且即使骨料没有碱活性，含碱量过大时还影响水泥的抗裂性，给混凝土结构耐久性增加了隐患◆开裂敏感性不同厂家生产的相同强度等级、相同品种水泥在开裂敏感性上可能有很大差别，水泥厂出厂前不做抗裂性检验，增加了混凝土抗裂性能的不可知性和控制裂缝的难度；◆水泥的出厂温度出厂的水泥温度普遍过高，运至搅拌站入仓后又散热困难，造成水泥上料时温度仍很高，混凝土浇筑温度居高不下，增加了混凝土因温度应力而早期开裂的倾向。还要采取措施降低因此而造成的混凝土的浇筑温度，◆水泥助磨剂目前大多企业都在使用助磨剂，由于助磨剂组成的多元化和工作机理的复杂性，建议在评价助磨剂助磨效果的同时增加混凝土试验项目。（有的助磨剂与外加剂成分相同；有的助磨剂为现行水泥标准无法检测的“增强剂”或“激发剂”，水泥生产者和使用者都不知道掺入后对混凝土会产生什么后果。）◆与外加剂相容性①混凝土外加剂与水泥不相容主要表现为：新拌混凝土的和易性（流动性、粘聚性、保水性）差，坍落度经时损失大，不能满足工作要求。混凝土出现速凝、假凝、过度缓凝或不凝结等现象。所有这些现象都会对混凝土的质量及正常生产产生较为严重的影响，由此而引起的工程质量事故时有发生。②相同品种、强度等级的水泥与外加剂的相容性差异很大，部分祁连山水泥与外加剂相容性比较外加剂为萘系高效减水剂水泥厂名水泥品种浆体配合比净浆流动度(mm)备注水泥(g)水灰比外加剂(%)初始30min60min永登熟料5000.29221595/42.5普通5000.29222575/42.5低碱5000.29224070/红古熟料5000.29215560/42.5普通5000.2926060/民和熟料5000.29215060/42.5普通5000.2926060/永固42.5普通5000.29210075/青海熟料外加剂掺量饱和点测量示意图50607080901001101201301401501601701801902002102202302402500.81.01.21.41.61.82.02.22.42.62.83.03.23.43.63.84.0外加剂掺量，%净浆流动度，mm永登（42.5普通）永登（42.5低碱）红固（42.5普通）民和（42.5普通）永固（42.5普通）③根据资料介绍，影响水泥与外加剂相容性的主要因素有：●熟料的矿物组成、煅烧温度、煅烧时间、冷却速度。●水泥的粉磨细度。●水泥中石膏的掺量、种类及形态混凝土中矿物掺和料的活性需要CaO和SO3激发，故水泥标准规定允许矿渣水泥中SO3最大掺量可达4%。而在混凝土中使用大掺量矿物掺和料会稀释水泥中的SO3，掺量越大，SO3越不足。因此混凝土早期强度低、凝结缓慢、收缩大。硬石膏和有些工业付产石膏与外加剂的相容性差。●混合材的种类和掺量。●水泥中含碱量。●其它◆影响混凝土质量的水泥现状主要有：水泥比表面积太大，早期强度太高而长期增长率低甚至倒缩，实际强度浮动幅度太大，不利于质量均匀的控制；不重视含碱量；不检测开裂敏感性；不提供在现代混凝土中与外加剂的相容性质；出厂水泥温度太高，难以控制混凝土结构中的温度应力。◆符合国家标准且强度高的水泥并不是好水泥，当代混凝土结构需要水泥具有良好的匀质性和稳定性、低的开裂敏感性、与外加剂有良好的相容性、有利于混凝土结构长期性能的发展，无损害混凝土结构耐久性的超量成分。◆当代混凝土已大不同于传统混凝土，水泥产品应当按混凝土的需要生产，并按混凝土的规律检验。因此建议在水泥生产过程中应高度重视与外加剂的相容性和开裂敏感性，考虑在出厂检验项目中增加与外加剂相容性和开裂敏感性检验。可考虑大掺量粉煤灰水泥，在混凝土生产时不加或少加粉煤灰，谢谢！