国内外水泥及水泥基材料发展研究

国内外水泥及水泥基材料发展研究（共7篇）

国内外水泥及水泥基材料发展研究 篇1

新世纪国际水泥工业的发展趋势是以节能、降耗、环保、改善水泥质量和提高劳力生产率为中心，实现清洁生产和高效率节约化生产，走可持续发展的道路。研究的重点主要是围绕水泥工业节能降耗、减少厂有害气体（C02、S02和NOx等）排放以及低品位原燃料、工业废弃物的资源化利用等方面，具体表现在两个方面：

一是国际水泥工业技术与装备上新型干法水泥生产技术向着大型化、节能化以及自动化方向发展，如高效预热分解系统、第三代“控制流蓖板”和第四代“无漏料横杆推动”蓖式冷却机、新型辊式磨及混压机粉磨系统、自动化控制及网络技术、新的熟料烧成方法如流态化床和喷腾炉烧成技术、高效除尘技术、炯气脱硫除氮技术等的开发和应用，使水泥工业进入现代化发展期。二是水泥及水泥基材料的研究是以水泥的生态化制备、先进水泥基材料、水泥的节能和高性能化、废弃物出资源化利用以及水泥制备和应用中的环境行为评价和改进等方面为研究开发重点，两者相辅相成，推动了水泥工业的可持续发展。

一、水泥的生态化制备和生态水泥的发展

随着科学技术的发展和人们环保意识的增强，水泥工业的可持续发展越来越得到重视，自20世纪70年代开始，美国、法国、德国、日本等工业发达国家就已研究和推进废弃物替代天然资源的工作，并在二次能源的资源化利用方面取得良好进展。

生态水泥的研究也是目前水泥研究的热点之一。生态水泥是一种新型的波特兰水泥，其中含有20％左右的C11A7.CaCl2（代替C3A），它适用于建造房屋、道路、桥梁和混凝土制品等。这种水泥的研制不仅解决了城市及工业垃圾处理问题，而且还通过垃圾的循环利用系统保护了环境。

二、先进水泥基材料的研究

随着建筑业、海洋业和交通业等的飞速发展，超高、超长、超强和在各种严酷条件下使用建筑物的出现，对水泥与混凝土材料提出了更高的要求，高强度、长寿命、低环境负荷是当代水泥材料发展的主要方向。先进水泥基材料以现代材料科学理论为指导，以未来胶凝材料为主要研究目标，其目的是把传统的水泥与混凝土材料推向高新技术领域进行研究和开发。

三、以节能为中心低钙水泥熟料体系的研究和开发

从水泥矿物着手开发节能型矿物体系，即低烧成温度及易磨性好的矿物和矿物体系，是实现水泥工业节能、环保的有效技术途径。因此，降低熟料组成中CaO的含量，即相应增加低钙贝利特矿物的含量，或引入新的水泥熟料矿物，可有效降低熟料烧成温度，减少生料石灰石的用量，从而降低熟料烧成热耗。

目前，国内外已先后开发出了硅酸盐体系等节能矿物体系。其中在承担国家“九五”和“十五”科技攻关项目的研究工作中，由中国建筑材料科学研究院研制、开发并应用于国家重点工程的高贝利特水泥（即低热硅酸盐水泥）是近年来国内外在水泥基材料研究的又一重大突破。该水泥与通用硅酸盐水泥同属硅酸盐水泥体系，即熟料Ⅱ矿物也是由C3S、C2S、C3A和C4AF

路桥求职

路桥招聘

路桥英才网

英才网

组成，两者不同之处主要是：高贝利特水泥是以贝利特矿物（C2S）为主，其含量在50％左右。低热硅酸盐水泥的研制成功，在制备工艺技术上解决了C2S矿物的活化的高活性晶型的常温稳定这两个国际难点，并首次实现了在水泥回转窑系统直接制备高活性的高性能低热硅酸盐水泥熟料。以硅酸二钙为主导矿物的低热硅酸盐水泥在制备工艺上具有低资源能源消耗、低环境负荷和低综合生产成本等特点，比通用硅酸盐水泥低100qC，烧成过程中C02、S02、NO等废气排放量降低10％以上.在水泥性能上，低热硅酸盐水泥28d抗压强度与通用硅酸盐水泥相当，后期强度高出通用硅酸盐水泥510MPa，而水泥的水化热低于通用硅酸盐水泥20％以上，实现了水泥的低热、高强和高性能.由于其熟料中的c3s和c3A含量低，因而低热硅酸盐水泥还具有优异的抗硫酸盐性能、抗折强度高，干缩低，耐磨性能好等特性，能很好地满足高性能混凝土的高工作性、高强度和高耐久性三大技术要求，尤其适用于高性能混凝土、高强高性能混凝土、水工大体积混凝土的制备。

四、高胶凝性高钙水泥熟料体系的研究

“高性能水泥制备和应用的基础研究”是国家重点基础研究发展规划项目，以实现水泥的高性能化为研究目标，主要围绕以下三个方面开展研究工作：提高水泥熟料的胶凝性，提高性能；通过对了业废弃物进行合理的活化处理，开辟出能够调节水泥性能的新的辅助胶凝组分，尽可能大量地取代水泥料；通过大幅度提高水泥应用过程中的水泥基材料耐久性，延长建筑物安全使用寿命，大幅度降低水泥的长期需求量，建立由高胶凝性水泥熟料与低钙的性能调节型材料共同构成的强度与耐久性兼优的高性能水泥材料新体系，实现水泥和水泥基材料的高性能化和生态化。高胶凝性水泥熟料体系的研究主要集中在CaO-Si02-A1203-Fez03体系硅酸盐熟料矿物体系，主要技术路线在于提高熟料中C2s在含量至70％左右、通过掺杂技术实现新型干法水泥生产烟烧工艺条件下的烧成，以水泥熟料形成理论为依据，有效指导高胶凝性水泥熟料的制备过程。

通过前期大量的研究，高胶凝性高C3s含量硅酸盐水泥熟料矿物体系的研究已取得以下方面的技术突破：建立了CaO-Si02-A1-03-Fez03体系高C2s熟料体系矿相匹配优化理论和适用于实际水泥生产的熟料率值控制方法；建立了高胶凝性、高C3s不含过硅酸盐水泥熟料矿物体系的掺杂理论和掺杂技术，发现了针对硅酸盐熟料体系的高温掺杂效应和低温矿化效果的差异，在此基础上提出了实现高C3S含量硅酸盐水泥熟料高胶凝化的多元复合掺杂理论；建立了C3S晶格畸变形成C3S在固溶体晶体高对称性、实现矿物高度介稳化和高活性的高胶凝化理论。目前已实现在工业化生产中，在熟料中C3S含量70％左右的情况下，熟料28d抗压强度达到70MPa以上。

五、工业废弃物的资源化、无害化利用的研究

随着全球经济的发展和工业化进程加快，每年都有大量的废渣排放，主要有粉煤灰、炉渣、高炉矿渣、钢渣、钢渣、煤矸石、特种冶金渣、电石渣、锂渣、碱渣等。为了保护环境、变废为主和保持可持续发展，世界各国水泥学者已开展了大量的研究工作并将取得大量的研究成果应用于水泥混凝土生产中，我国早在20世纪50年代就开始了对工业废渣的利用研究，目前对量大面广的一些工业废渣如粉煤灰、矿渣等的综合利用已经形成了一系列相当成熟的综合利用技术，并已广泛应用于水泥生产、混凝土掺合料和混凝土制品中。

路桥求职

路桥招聘

路桥英才网

英才网

我国是水泥工为大国，水泥业作为我国基础性原材料工业的支柱之一，在国民经济可持续发展中具有举足轻重的地位，虽每年水泥产量已达到8亿以上。但目我国水泥工业仍然存在一系列问题；如企业平均规模小、结构不合理、总体产品质量较低、生产能源资源消耗高、环境污染严重等等。在可持续发展已成为人类共识的今天，我国水泥及水泥基材料研究重点为：利用水泥工业可有效消化和降解废弃物的独特优势，加大对各种固体废弃物的资源化利用；大力发展替代能源、资源或低品位原燃料在水泥产业的综合利用技术；研究开发低能源资源消耗、低环境负荷及具性能特色的水泥。以实现水泥工业低污染、低排放，推进水泥工业成为资源、环境与人类社会协调、持续发展的循环经济产业体系。

路桥求职

路桥招聘

路桥英才网 英才网

国内外水泥及水泥基材料发展研究 篇2

目前市售的水泥基灌浆料品种较多。如按其主要强度来源的胶凝材料分, 大体可细分为五种, 即硅酸盐水泥 (或普通硅酸盐水泥, 下统称硅酸盐水泥) 基灌浆料、硫铝酸盐水泥基灌浆料、硅酸盐水泥—硫铝酸盐水泥复合的水泥基灌浆料、硅酸盐水泥—铝酸盐水泥复合的水泥基灌浆料和水泥基水性环氧树脂灌浆料 (下称环氧树脂灌浆料) 等。每种灌浆料都有其性能特点, 对应用范围和施工条件等都有相应的适应性。

关于水泥基灌浆料的应用, 指导其生产和应用的标准和规范比较充分。产品标准为国家行业标准[1]。应用规范有国家标准[2], 还有关于施工工艺的行业标准[3]。此外还有生产厂的说明书及出厂检验报告等。但是有的使用单位和施工部门执行应用技术规范不到位, 时有施工质量问题的发生, 有鉴于此, 笔者结合开发和使用水泥基灌浆料的体会, 谈谈水泥基灌浆料的选择及应用中应该注意的一些问题。

1 水泥基灌浆料的种类及特点

1.1 硅酸盐水泥基灌浆料

概括来说, 具有凝结较快、早期强度较高、抗冻性好、水化热高等特性, 但抗水性和耐化学腐蚀性较差。适合用于一般地上工程, 重要结构的高强混凝土和预应力混凝土工程、冬季施工及严寒地区遭受反复冰冻工程、不受侵蚀水作用的地下和水中工程以及不受高水压作用的工程。灌浆料使用P·Ⅰ (P·Ⅱ) 或P·O水泥, 就是利用其凝结较快, 早强效果好, 后期强度持续增长, 以及其与塑化剂、膨胀剂等外加剂有较好的适应性, 从而可制成在低水料比的情况下, 具有理想的流动性、微膨胀性、高的早期和后期强度等性能的水泥基灌浆料。

1.2 硫铝酸盐水泥基灌浆料

硫铝酸盐水泥是20世纪80年代由我国王燕谋、苏慕珍[4]等开发推广的。其具有早期强度发展快、水泥石结构致密、干燥收缩小和抗硫酸盐腐蚀等特点。特别适于混凝土冬期施工、抢修抢建、喷锚支护、浆锚节点、固井堵漏工程和要求抗渗或耐硫酸盐腐蚀的工程, 以及有早强、低碱要求的制品和建筑工程。该水泥执行的是国家行业标准[5]。标准规定其初凝不早于25min, 终凝不迟于180min, 也可按用户要求变动。强度等级是以3d抗压 (MPa) 强度表征的, 有42.5、52.5、62.5、72.5四个等级。显见其快硬早强性能突出。这是灌浆料所需要的。但其凝结时间短, 存在施工性的问题。有研究表明, 硼酸缓凝剂与“硫铝酸盐水泥+FDN减水剂”的二元体系适应性较好[6], 可作硫铝酸盐水泥混凝土的缓凝剂, 可通过调整其掺量, 获得较适宜的凝结时间。还有, 该水泥是一种低碱水泥, 人们自然想到它对钢筋锈蚀的影响问题。在这方面研究人员曾开展长期的考察和试验, 从近10年的钢筋埋设试验结果可以了解到, 钢筋的锈蚀程度并不随时间的延长而加剧, 而保持着最初的轻微锈斑程度, 不影响结构的长期使用[7]。显见, 灌浆料使用硫铝酸盐水泥是利用其快硬早强、适于低温施工、水泥石结构密实、微膨胀与低收缩等性能。

1.3 硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥复合的水泥基灌浆料

此种水泥基灌浆料的开发目的是取前两者灌浆料之长, 避两者之短。关于二者复合, 根据唐山北极熊建材有限公司的系统研究[8], 当硅酸盐水泥在硫铝酸盐水泥中的掺入比例不超过1/9时, 水泥的凝结时间缩短50%, 3h强度提高100%以上, 而后期强度没有显著变化。故在该参考文献中规定两种水泥可以混合使用, 硅酸盐水泥的掺用比例应小于10%。对于这两种水泥复合使用以获得不同的应用目的和技术效果的研究仍然不少。在研制早强微膨胀水泥基灌浆料方面也有相关报道[9,10,11], 尽管相关报道关于两种的掺配比例不同, 甚至差别很大, 但是通过外加剂及活性掺和料的调整, 所获得的灌浆料的性能及特点是相近的。此类灌浆料的特点概括起来有: (1) 早强、高强, 1d抗压强度可达35MPa以上, 28d强度可达70~80MPa。 (2) 无收缩、微膨胀。 (3) 施工使用性能适应。 (4) 施工速度快, 经济效益好, 同传统环氧砂浆相比, 造价低。正因如此, 生产厂家采用两种水泥掺配复合使用, 并选用适宜的塑化剂和掺合料生产灌浆料满足用户的不同要求。

1.4 硅酸盐水泥与铝酸盐水泥复合的水泥基灌浆料

桑国臣、刘加平试验研究了利用二者复合的水泥基无收缩复合灌浆料[12]。该灌浆料通过二者的合理复合, 并掺加适宜的掺合料、减水剂及缓凝剂等, 使其具有凝结时间可控、早强、高强、后期强度持续稳定增长, 并具适宜的流动性等性能。以普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥和硬石膏作胶凝材料, 通过选择多种专用外加剂可制得大流动度、微膨胀、早强、高强的水泥基灌浆料[13]。此类灌浆料所复合的铝酸盐水泥多半是CA-50类型。之所以复合使用CA-50型, 是利用其快硬、早强、高强性能, 标准[14]规定CA-50型的初凝不早于30min, 终凝不迟于6h, 6h、1d、3d的抗压强度分别不低于20MPa、40 MPa、50 MPa, 可见通过合理复合CA-50类型可提高水泥基灌浆料的快凝、早强性能;又通过复合硬石膏等可改善灌浆料的膨胀性能。

关于此类灌浆料的研究并不少见, 但制得具有快硬、早强、高强、高流动性、高保塑性、适宜膨胀性和稳定性, 以及有适宜的施工操作性的灌浆料并非易事, 再加上考虑成本等因素, 此类产品的市售产品并不多见。

1.5 水泥基水性环氧树脂灌浆材料

目前市售的水泥基水性环氧树脂灌浆料通常称为环氧树脂灌浆料。此类灌浆料是在水泥环氧改性水泥砂浆的基础上开发的。研究人员对这类灌浆料的性能进行了深入研究[15]。环氧树脂之所以能够用于水泥基灌浆料中, 是因为以其配制的胶泥、浆料有诸多优异性能, 择其要者有: (1) 良好的工艺性能。在常温下具有良好的流动性, 易与固化剂及粉料搅拌均匀, 能获得适宜稠度和固化速度。 (2) 粘结强度高。环氧树脂分子结构中含有羟基、醚基和极为活泼的环氧基, 能与多种被粘物质表面发生作用, 有较强的粘结强度。 (3) 固化收缩性小。环氧树脂与固化剂反应时是通过直接加成反应进行的, 无副产物产生, 也不会产生气体。 (4) 化学稳定性好。在一般酸、碱和大部分有机溶剂中具有较好的化学耐蚀性。 (5) 力学强度高。环氧基、醚基、羟基等都有很强的键力, 在固化剂的作用下, 使线型的环氧树脂分子交联成致密的网状结构, 显示出优良的力学性能。 (6) 抗渗性好。环氧树脂固化后具有很小的孔隙率, 显示低的吸水性和湿气传递。显见, 此类灌浆料利用水性环氧树脂及相应的固化剂就是对硅酸盐水泥基灌浆料进行改性, 改进其力学性能、抗渗性能、抗碳化性能和化学腐蚀性等。

复合使用环氧树脂的灌浆料也有其不足的方面, 如其固化程度和固化后的强度受施工和养护温度的影响较大, 对施工温度及随后至少24h内的环境温度要求较为严格;产品一般由3组分, 即树脂、固化剂及俗称的填料 (通常由水泥、集料、高性能减水剂、膨胀剂、消泡剂等复合而成) 组成。使用时应严格按生产厂根据工程具体情况提供的配比进行;其化学耐蚀性好是相对于硅酸盐水泥基的灌浆料而言的, 就环氧胶泥本身在氧化性酸、卤素等介质中的稳定性较差[16], 此外, 其造价也相对较高。

2 水泥基灌浆料的选择

2.1 对水泥基灌浆料选择的基本依据

选择的基本依据应充分考虑应用的范围、强度要求、设备运行时环境温度、环境条件、施工环境温度、施工进度要求及工程交付使用的时间要求、灌浆层厚度 (体积、面积等) 、地脚螺栓表面与孔壁的净间距等基本条件和要求。

2.2 适用于不同应用领域或条件的水泥基灌浆料的基本性能

按2.1的选择依据, 可选择应用种类的灌浆料。同一品种的灌浆料根据不同需求在规范GB/T50448-2008中又细分为4类, 对其主要性能做了规定, 详见表1。

由表1可知, 其中的流动度、竖向膨胀率、泌水率3项指标的要求都严于标准JC/T986-2005。笔者认为满足此标准的产品是产品厂家最起码的质量控制标准, 而满足表1的要求是满足实际应用的需求, 上述规范和此标准不是矛盾的。

在规范GB/T50448-2008中, 根据不同的应用范围和具体工程特点对表1中不同类别产品选择做了明确、详细的规定和说明, 详见该规范第6章, 此不赘述。

2.3 水泥基灌浆料的适用范围

原则上说上述水泥基灌浆料均适用于各种机器设备安装的座浆和二次灌浆, 钢结构柱底脚板灌浆, 植筋、锚杆、锚钉、地脚螺栓锚固, 抢修抢建工程、结构加固改造工程及楼板灌缝、结构后浇带, 建筑物、构筑物缺陷部位修补、加固、补强, 轨道与基础的连接、机场跑道修补、水库及大坝裂缝灌浆修补, 后张预应力混凝土结构孔道灌浆等。

2.4 对不同种类水泥基灌浆料的选择

前述的五种灌浆料, 其中两种水泥复合的少见, 硅酸盐水泥基的、硫铝酸盐水泥基的和环氧树脂的三种灌浆料较为常用, 故仅对这三者做以分述。

2.4.1 硅酸盐水泥基灌浆料。

此灌浆料是目前市场上广为应用的。对于上述应用范围, 只要不要求小时强度高或者不要求在正常施工和养护条件下施工后急于投入使用的工程都可选用此灌浆料。严寒地区或寒冷地区的冬期施工应用, 也可选用此灌浆料, 但施工时必须严格执行GB/T50448-2008规范和JGJ/T104-2011规程的相关规定。

2.4.2 硫铝酸盐水泥基灌浆料。

原则上在前述的应用范围都可使用此灌浆料, 但考虑成本 (高于硅酸盐水泥基的) 和施工性等, 一般多在抢修抢建、喷锚支护、浆锚节点、固井堵漏、严寒及寒冷地区的冬期施工应用等工程及要求抗渗或耐硫酸盐浸蚀的工程所优先选用。

2.4.3 环氧树脂灌浆料。

该灌浆料从技术性能上看完全适用于前述的应用范围, 但前述范围的一般工程并未优先选择此材料, 主要是由于经济性方面的原因, 因为其造价远高于前两种。此灌浆料最适用于压缩机、泵、冲压机、粉碎机、球磨机等高振动性设备的二次灌浆, 易受化学侵蚀的设备基础区域灌浆, 轨道基础、桥梁支撑等强压力区域灌浆, 以及锚栓、钢筋种植、建筑结构混凝土补强加固等工程。

3 水泥基灌浆料的使用方法及注意事项

3.1 施工准备

无论使用哪一种水泥基灌浆料, 其施工准备工作大体相同, 一般要做到: (1) 施工现场质量管理应有相应的施工技术标准、健全的质量管理体系、施工质量控制办法等技术文件。 (2) 灌浆前应有施工组织设计或施工技术方案, 必要时灌浆前应通过灌浆料使用性能试验结果验证施工技术方案, 确保其可行。 (3) 准备、检查搅拌机具、灌浆设备及器具、模板及养护物品等。

3.2 施工操作

环氧树脂灌浆料的使用方法与硅酸盐水泥基和硫铝酸盐水泥基的灌浆料不同, 而后两者大体相同, 故分两种情况加以叙述。同时此类材料的应用均有相应的规范、规程予以明确规定, 且每种灌浆料的使用一般均有生产厂的说明书, 故仅对一些注意事项加以说明。

3.2.1 硅酸盐水泥基和硫铝酸盐水泥基灌浆料施工注意事项

1) 拌和。按产品要求的水料比 (一般为0.12~0.15) 或施工前应用试验确定的水料比加水搅拌;宜采用强制式搅拌机搅拌, 搅拌时宜先加入2/3的水搅拌, 待拌和料团块全部打开后加入剩余水量搅拌直至均匀;在满足灌浆施工要求的前提下, 尽量降低水料比 (建议每半个小时测定一次流动度, 以便依此微调水料比) , 尤其对灌浆层较厚、体积较大及面积较大的情况, 更应如此;搅拌地点应尽量靠近灌浆地点。严禁搅拌中外掺任何外加剂、掺合料及集料等, 以免影响使用效果。

2) 地脚螺栓锚固灌浆。认真检查螺栓孔的水平偏差和垂直度, 确保符合标准要求;灌浆前, 应清除地脚螺栓表面的油污和铁锈, 同时务必将与灌浆料接触的设备底板和混凝土孔壁表面清理干净, 灌浆前24h, 与浆料接触的混凝土表面应充分用水浸泡润湿, 灌浆前1h将积水清理干净;当环境温度低于5℃时应采取措施预热, 使温度保持10℃以上;灌浆过程中严禁振捣, 必要时适当插捣, 灌浆结束后不得再次调整螺栓;孔内灌浆层上表面宜低于混凝土表面50mm左右。

3) 二次灌浆。灌浆前对设备底板和混凝土表面按与上一条的同样方法处理, 确保浆料与混凝土基面的粘结强度, 以防灌浆层与基层离鼓;灌浆时应从一侧进行, 直到从另一侧溢出为止, 不得从两侧或多侧同时进行灌浆;灌浆开始后必须连续进行, 并尽量缩短灌浆时间;轨道基础或灌浆距离较长时, 视工程情况可留伸缩缝 (每段不宜超过10m) 分段施工;灌浆过程中不得振捣, 必要时可采用灌浆助推器沿浆体流动方向的底部推动灌浆料, 严禁从灌浆层的中、上部推动;设备基础灌浆完毕后, 宜在灌浆后3h~6h沿底板边缘向外切50°斜角, 以防边缘外的浆料产生裂缝。

4) 混凝土结构改造和加固灌浆。与灌浆料接触的混凝土表面应充分凿毛、清理、预处理;缺陷修补区应剔除酥松部分, 使其露出钢筋, 将边缘切成垂直形状, 深度不少于20mm (至少不少于浆料中最大骨料直径的2倍) , 有益于修补层与基面的结合;将拌和均匀的灌浆料灌入模板中并适当敲击模板, 消除模板表面气泡, 且使填充密实;灌浆层较厚时应通过尽量降低水料比、加强保湿养护、严格控制灌浆层与环境的温差等措施, 防止产生温度裂纹。

5) 后张预应力混凝土结构孔道灌浆。灌浆方法根据现行国家标准GB50010《混凝土结构设计规范》环境类别分类, 选择相应的灌浆工艺;正式灌浆前应选择有代表性的管道进行灌浆试验;灌浆过程中不得在灌浆料中掺入其他外加剂、掺合料等。

6) 冬期施工。日平均温度低于5℃时应按冬期施工要求施工。灌浆前要采取措施充分预热基础表面, 使其温度保持在10℃以上, 并清除积水;应采用不超过65℃的温水拌和灌浆料, 浆体的入模温度在10℃以上;受冻前, 灌浆料的抗压强度不得低于5 MPa。使用硫铝酸盐水泥基灌浆料时, 拌和水温不宜超过50℃, 拌和物温度宜为5℃~15℃, 流动度应略高于硅酸盐水泥基灌浆料, 尽量缩短浇灌时间, 不得二次加水, 随拌随用, 入模温度不得低于2℃。

7) 高温气候环境施工。灌浆部位温度大于35℃应按高温气候环境施工。灌浆前应采取适当措施做到与灌浆料接触的混凝土基础和设备底板的温度不应大于35℃;浆体的入模温度不应大于30℃;灌浆后应及时采取保湿养护措施。高温条件下使用硫铝酸盐水泥基灌浆料多半是抢修抢建等尽快要求投入使用的工程, 即使这种情况也要选择其中与施工操作时间相适应的产品型号。

8) 常温养护。灌浆时, 日平均温度不应低于5℃, 灌浆后裸露部分应及时喷洒养护剂或严密覆盖塑料薄膜, 加盖湿草袋保持湿润。灌浆料表面不便浇水时, 可喷洒养护剂, 应保持灌浆料处于湿润状态, 养护时间不得少于7d。当使用硫铝酸盐水泥基灌浆料时其养护应严格按相应的产品说明进行。

9) 冬期施工养护。冬期施工务必做到: (1) 工程对强度增长无特殊要求时, 灌浆完毕后裸露部分应及时覆盖塑料薄膜并加盖保温材料;起始养护温度不应低于5℃;在负温条件养护时不得浇水;拆模后灌浆料表面应采用保温材料覆盖养护。如环境温度低于水泥基灌浆料要求的最低施工温度或需要加快强度增长时, 可采用蒸汽养护法、暖棚法、电热毯法等人工加热养护方式。 (2) 重视环境及灌浆料的温度监测和记录, 为拆模的预估期限提供参考, 当然更适宜的拆模期限应以同条件养护的试件抗压强度来确定, 故浆料试块的留置除应按现行国家标准GB50204《混凝土结构工程施工质量验收规范》的规定及符合设计要求外, 尚应增加不少于2组同条件养护试件。 (3) 使用硫铝酸盐水泥基灌浆料时, 同样应重视养护控制, 起码应做到灌浆后应立即在其表面覆盖一层塑料薄膜防止失水, 并根据气温情况及时覆盖保温材料。如此, 其一, 为了蓄热, 避免使浆料受冻, 同时可加速硬化;其二, 当浆料达到温升最高温度后, 保温层也减缓温度降速, 防止温度裂缝。浆料养护温度不宜高于30℃;当灌浆料体积较大时, 可采用蓄热法养护。模板和保温层在浆料达到要求强度并冷却到5℃后方可拆除。拆模时浆料表面与环境温差大于20℃时, 浆料表面应及时覆盖, 缓慢冷却。

关于拆模和养护时间与环境温度的关系, 参考文献[3]作出明确规定, 见表2。

3.2.2 环氧树脂灌浆料施工注意事项

1) 施工准备。除做好本文3.1的各项工作外, 还必须加强与产品供方沟通, 必要时针对具体工程、施工时的预计温度等做施工前的施工模拟试验, 进而形成施工方案。如施工方人员无此产品的施工经验且未经事前培训, 最好施工时在供方专业人员指导下进行为宜。笔者曾见证了这样一个实例:甲、乙两厂的此类产品经试验, 性能相当, 都符合某公司进口空压机设备二次灌浆所用, 甲未派专业人员进行现场施工指导, 结果工程未达到预期效果造成返工, 而乙派了专业人员精心地进行施工指导, 达到了预期效果。

2) 施工温度及控制

为获得最佳的效果, 灌浆前最好将材料在15~25℃环境下放置24h;施工时及随后24h环境温度宜控制在10~32℃, 且以20℃左右为佳。夏季施工避免中午高温, 必要时应搭设遮阳棚;冬季气温较低时, 应在灌浆区域搭建暖棚升温, 保证施工环境温度大于10℃, 且施工宜选择在中午。之所以如此是因该料固化程度和固化后强度受温度影响较大, 低温下施工和养护达不到预期的强度。

3) 混合及搅拌。按事先确定的配料比, 用手提式搅拌器 (200~250r.p.m) 充分混合A (树脂) 、B (固化剂) 约3min;在低速大功率搅拌机 (15~20r.p.m) 中加入C (填料) 使之与A、B混合物混合, 充分搅拌至骨料全部被浸润为宜, 一般需5~10min;在气温较低时为了保证混合物的流动性, 可适当减少C (填料) 的用量 (最多可减少1/2) , 具体以事先的模拟试验为依据进行调整。

4) 灌浆。灌浆应从一侧灌向另一侧, 不得双向或多向进行;灌浆过程中可挤压但勿振捣, 以防夹杂空气滞留其中;灌浆距离较长 (如大于1.5m) 时, 应使用高位漏斗法, 利用压差辅助灌浆;灌浆工作必须连续尽快完成;单次灌浆厚度控制在25mm~350mm间;灌浆区域较大如需设置伸缩预留条, 要符合设计要求或相关规定。

5) 密实性检查。灌浆结束后, 用铁锤敲击设备基板, 发出叮叮声表明灌浆层密实, 发出咚咚声表明灌浆层空鼓。

6) 表面收光及拆模。灌浆后及浆料初凝前, 为美观起见, 可将暴露的表面用灰刀收光;终凝后, 即可拆模。

7) 施工安全防护。此类产品略有轻微刺激性, 使用时应避免吸入大量蒸汽或与皮肤长期接触;使用时注意佩戴必要防护用品并保持环境通风, 接触皮肤后应及时洗净, 如溅入眼内应立即用大量清水冲洗。

4 结语

1) 水泥基灌浆料的种类较多, 依其所用胶凝材料、塑化剂、膨胀组分等材料的不同有其不同的性能特点和适用性。

2) 工程特点、强度要求、设备 (设施) 运行或使用环境温度条件、施工环境温度、施工进度要求等是水泥基灌浆料选择的基本依据;对同一种灌浆料, 也因工程性质等条件的不同而选择其中的相应类别或型号。

3) 产品的应用应遵循相应规范、规程、标准, 如本文的参考文献[1]、[2]、[3]、[8]等, 应用某种产品, 还要充分解析相应的说明书, 必要时还要先行模拟试验, 以制定有效的施工方案。

4) 关于硫铝酸盐水泥等特种水泥基灌浆料, 由于复合了专用功能性外加剂而使施工性能等有较大差异, 而又细分或派生出不同型号的系列产品, 所以选择使用时不仅要考虑种类, 还要考虑该品种下的型号, 必要时还要辅以试验确定。

国内外水泥及水泥基材料发展研究 篇3

摘要：采用超声波分散方式将纳米CaCO3掺入水泥基材料，研究了不同掺量纳米CaCO3对水泥基材料性能与结构的影响，并利用X射线衍射和扫描电镜分析其影响机理.结果表明：掺入纳米CaCO3后，水泥基材料流动度降低，浆体表观密度增大，抗折和抗压强度提高.纳米CaCO3掺量为1.5%（质量分数）时，对水泥基材料的力学性能提高最为显著，纳米CaCO3掺量过多则不利于强度发展.纳米CaCO3的掺入会加速水泥的水化，早期使水化产物Ca（OH）2等增加；纳米CaCO3改善了界面结构和水泥石结构，使水泥基材料的结构变得更加均匀密实.结果显示纳米CaCO3掺入后对水泥基材料的力学性能与结构有利.

关键词：纳米CaCO3；水泥基材料；强度；微观结构

中图分类号：TU528文献标识码：A

纳米技术是在20世纪末逐渐发展起来的前沿交叉性的新兴学科.如今，该技术已经渗透到诸多领域，建筑材料领域就是其中之一.通过对传统建筑材料的改性表明该技术具有很大的应用潜力和前景[1-3].纳米颗粒因其尺度在纳米范围，从而具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应[4]，具有传统材料所不具备的一些新特性.

纳米CaCO3是目前最大宗也是最廉价的纳米材料之一，其价格约只有纳米SiO2的十分之一[5].目前国内外学者对纳米SiO2在水泥基材料中的应用有较多研究，而对纳米CaCO3的研究相对较少.王冲等[6]研究了纳米颗粒在水泥基材料中应用的可行性.黄政宇等[7]研究了纳米CaCO3对超高性能混凝土的性能影响，研究表明掺入纳米CaCO3能促进水化反应，使超高性能混凝土的流动性下降，能提高超高性能混凝土的抗压强度及抗折强度.Sato等[8]采用传导量热法发现，纳米CaCO3的掺入可以显著加快早期的水化反应，且掺量越多加快效果越明显.Detwiler和Tennis[9]发现，在水泥水化过程中，石灰石粉颗粒会成为成核的场所，增加了水化产物C-S-H凝胶沉淀在石灰石粉颗粒上的概率，加快了水泥石中C3S的水化.本文通过超声波分散方式将纳米CaCO3掺入水泥基材料中，研究其对水泥基材料性能和结构的影响，并进一步通过XRD和SEM分析纳米CaCO3对水泥基材料的影响作用机理，以期为纳米CaCO3在水泥基材料的工程应用提供理论基础.

1原材料与方法

1.1原材料

水泥为P·O42.5R普通硅酸盐水泥，由重庆天助水泥有限公司生产，化学成分见表1；细集料为岳阳产中砂，细度模数为2.48；高效减水剂为重庆三圣特种建材股份有限公司生产的聚羧酸系高效减水剂，固含量为33%；纳米CaCO3由北京博宇高科新材料技术有限公司生产，表现为亲水性，部分技术指标列于表2，扫描电镜图见图1，X射线衍射结果见图2.

1.2试验方法

1.2.1纳米CaCO3分散方式

根据前期试验验证，超声波分散方式对纳米CaCO3有更好的分散效果.制备水泥砂浆试件时，将减水剂和纳米CaCO3加入水中，超声波分散10 min，再手工搅拌2 min，以待测试.

1.2.2表观密度

水泥浆体表观密度试验采用水泥净浆，水胶比为0.29，减水剂掺量为胶凝材料质量的0.15%，纳米CaCO3掺量分别为胶凝材料质量的0.5%，1.5%，2.5%.试验所采用容器为1 L的广口瓶，采用水泥净浆搅拌机制样，放在振动台上振捣密实.

1.2.3流动性测试及成型

流动度试验按照GB/T2419-2005《水泥胶砂流动度测定方法》进行；力学性能试验按照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》进行.将水泥和砂在搅拌机中搅拌90 s，再将分散有纳米CaCO3和减水剂的溶液倒入干料中搅拌90 s.采用40 mm×40 mm×160 mm三联钢模成型，1 d后脱模，在温度为（20±2） ℃的饱和石灰水中养护至相应龄期.水泥砂浆试件的配合比见表3，其中纳米CaCO3和聚羧酸减水剂以胶凝材料的质量百分比掺入.

1.2.4微观测试试验

XRD分析测试采用日本Rigaku公司D/MAX2500PC型X射线衍射仪.测试条件：Cu靶，管压40 kV，电流100 mA，扫描步长0.02°，扫描速度4 °/min，扫描范围5°～70°.样品采用与表3相同胶凝材料组成与水胶比的水泥净浆，养护至规定龄期破碎取样，放入无水乙醇中浸泡3 d以终止水化，置于50 ℃干燥箱中干燥24 h，取出样品用研钵研磨过0.08 mm方孔筛，将过筛的粉末样品置于干燥器中以待测试.

扫描电镜测试采用捷克TESCAN公司生产的Tescan VEGA Ⅱ LMU型扫描电子显微镜（Scanning electron microscope，SEM），测试样品取自强度测试破坏后的砂浆试块，放入无水乙醇中浸泡3 d终止水化，装入50 ℃干燥箱中干燥24 h，将样品真空镀金，在20 kV高压钨灯下分析其微观形貌.

2结果与分析

2.1纳米CaCO3对水泥基材料表观密度的影响

对新拌的水泥净浆浆体进行表观密度测试，试验结果如图3所示.

结果表明，随着纳米CaCO3掺量的提高，水泥浆体的表观密度随之增大.掺量从0%增加到2.5%时，表观密度由1.98 g/cm3提高到2.10 g/cm3.表明纳米CaCO3可填充水泥浆体中熟料颗粒之间空隙，使浆体的结构更加密实.

2.2纳米CaCO3对水泥基材料流动性的影响

按表3拌制水泥砂浆测试流动度，结果如图4所示.随着纳米CaCO3掺量的增大，砂浆的流动度逐渐减小.这是因为纳米CaCO3比表面积大，其颗粒表面吸附更多的水导致需水量增大[10]，纳米CaCO3同其它超细粉料一样可以填充熟料颗粒之间的空隙，将熟料颗粒之间的填充水置换出来，起到减水作用，但纳米CaCO3颗粒比表面积过大，其增加需水量的作用远远大于减水作用，宏观表现为水泥砂浆的流动度减小.

2.3纳米CaCO3对水泥基材料力学性能的影响

按表3拌制水泥砂浆，分别测试3 d和28 d的抗压和抗折强度，结果如图5和图6所示.

由图可知，纳米CaCO3提高了水泥砂浆的3 d及28 d强度.1.5%的纳米CaCO3掺量效果最好，其3 d的抗压和抗折强度较基准组分别提高20.6%和17.7%，28 d的抗压和抗折强度较基准组分别提高22.9%和11.1%.然而掺量增加到2.5%时，砂浆强度相较于1.5%掺量明显下降.由试验结果可知纳米CaCO3的掺量不宜过多，存在一个最佳掺量[11-12]，在本研究中这个最佳掺量为1.5%.

纳米CaCO3可以提高水泥基材料早期强度有以下几方面原因：纳米CaCO3可以起到超细微集料的作用，填充熟料颗粒周围的空隙，使结构变得更加密实从而提高强度，这与图3结果一致；纳米CaCO3可以明显降低Ca（OH）2在界面处的密集分布和定向排列，有助于改善界面的综合性能[13]；纳米CaCO3可促进C3A与石膏反应生成钙矾石，钙矾石与纳米CaCO3反应生成碳铝酸钙也是早期强度提高的原因之一[13].而文献[14]也指出，纳米颗粒掺量过多容易产生团聚，并包裹水泥颗粒，因而阻碍水化反应，使得强度下降.纳米CaCO3掺量过多所造成的团聚也会影响纳米CaCO3在水泥基材料中的分散，使新拌水泥砂浆产生过多的微小气泡，增加硬化后的水泥浆体有害孔的数量，导致强度下降.

2.4纳米CaCO3对水泥基材料性能与结构的影响

机理

2.4.1XRD分析

按表3配合比制备水泥净浆，其3 d和28 d的XRD图谱见图7和图8.由图7可知，在3 d龄期内，纳米CaCO3并没有改变水泥的水化产物组成.2组试样的水化产物基本相同，均含有Ca（OH）2，钙矾石（AFt）相，未水化的硅酸三钙（C3S）和硅酸二钙（C2S），以及掺入的和因碳化而生成的CaCO3.分析2组试样的C3S和C2S的特征衍射峰（2θ=32.3°）可以发现，对照组中C3S和C2S的特征衍射峰比基准组中低；而对照组中钙矾石的特征衍射峰（2θ=23.1°）比基准组中高；对照组中Ca（OH）2的特征峰（2θ=34.2°）略比基准组强，说明前者Ca（OH）2含量略高于后者，这是由纳米CaCO3加速硅酸三钙的水化所致，使其水化产生更多的Ca（OH）2.上述分析说明纳米CaCO3可以促进水泥的早期水化.

由图8可见，在28 d龄期内水泥的水化产物中出现了水化碳铝酸钙（C3A·CaCO3·11H2O），这与李固华等[12]的试验结果类似，即表明纳米CaCO3参与了水泥的水化反应，与水及铝酸三钙反应生成了水化碳铝酸钙.对比2个样品的C3S，C2S的特征衍射峰发现，对照组中C3S，C2S的特征衍射峰要比基准组中低；而对照组中Ca（OH）2的特征峰略比基准组低，根据前人的研究[15]，这是由于Ca（OH）2和CaCO3作用生成了碱式碳酸钙，这种碱式碳酸钙可以增强界面区的粘结.纳米CaCO3的这种效应使得水化产物Ca（OH）2在更大程度上被消耗，因此其衍射峰强度低于基准组.上述分析表明在3 d到28 d的龄期内，纳米CaCO3仍促进水泥的水化，产生新的水化产物相并从宏观上导致水泥基材料强度提高，内部界面区增强粘结能力更好，XRD图谱从微观方面解释了28 d掺入纳米CaCO3其力学性能优于基准组的原因.

2.4.2SEM分析

按表3成型的水泥砂浆试样的3 d和28 d SEM图片见图9和图10.图9显示了4组试样水化3 d的微观形貌结构.分析发现：试样（a）已有一定程度的水化，发现有针状的AFt晶体和水化硅酸钙凝胶，但整体结构不太密实，存在较多的空隙，在过渡区处水泥石与集料的结合不太紧密.掺入纳米CaCO3后对于界面过渡区来说有明显的改善，水泥石更加密实.试样（b）和（c）已有明显的水化，水化产物水化硅酸钙凝胶增多，形成网络状和絮凝状的凝胶填充未水化颗粒之间的空隙，使整体结构更加致密[16].由图可知，随着掺量的提高，当纳米CaCO3掺量为胶凝材料质量的1.5%（试样c）时，其对界面的改善效果最好，水泥石结构也更加致密，在界面过渡区几乎看不到水泥石与集料之间的间隙，说明连接很紧密，与上述力学性能试验结果相符.但未明显发现有Ca（OH）2晶体，这可能是因为Ca（OH）2晶体被大量的水化硅酸钙凝胶所覆盖.随着掺量的继续提高，从试样（d）中可看出，水泥石的孔隙变多，结构变得不密实.在界面过渡区处水泥石与集料之间存在间隙并发现了针状钙矾石晶体和六方片状的Ca（OH）2晶体，水化产物水化硅酸钙凝胶也随之减少.这是由于纳米CaCO3掺量过多，分散不均匀形成团聚引起的.水泥石结构的致密程度以及水泥石和集料的界面过渡区的结合紧密程度都会影响水泥基材料的强度，上述分析从微观角度解释了水泥基材料力学性能变化的原因.

图10显示了4种试样水化28 d后的微观形貌结构.分析发现：随着水化的进行，在28 d龄期内各组试样中的水化产物都较3 d增多，水泥石结构也更加致密，水泥石与集料的在界面过渡区处的结合也更加紧密.但在试样（a）和试样（d）中集料与水泥石的界面过渡区处的结合仍不是很紧密，且存在一定的缝隙，水泥石自身结构也存在一定的空隙，不是十分致密，而在试样（b）和试样（c）中则发现集料与水泥石的界面过渡区处的结合更为紧密，水泥石中存在大量的凝胶状的水化产物，结构密实.尤其在试样（c）中，界面过渡区处找不到连接的间隙，水泥石中都是凝胶状水化产物几乎没有孔隙，这些水化产物并不独立分散，而是呈现整体化结构.上述现象说明适宜掺量的纳米CaCO3可以促进水泥基材料早期的水化，使水泥熟料颗粒水化产生更多的水化硅酸钙凝胶[17].同时，纳米CaCO3可以增加水化硅酸钙凝胶在界面处的含量，可以改善Ca（OH）2晶体的定向排列性能，使得界面位置的水化结构由平面排列向空间结构过渡，所以适宜的掺量可以改善界面的综合性能[13].

3结论

1）纳米CaCO3的掺入增加了水泥浆体的表观密度，降低了水泥基材料的流动度，掺入适量的纳米CaCO3有助于水泥砂浆3 d和28 d龄期强度的提高，但掺量不宜过大.

2）掺入适量的纳米CaCO3可以促进水泥水化反应的进行，增加水化产物的生成量.在3 d的龄期内，纳米CaCO3并没有改变水泥的水化产物组成；在28 d的龄期内，在水泥的水化产物中发现了新的水化产物——水化碳铝酸钙.掺入适量的纳米CaCO3还可以改善水泥基材料的界面结构和水泥石的结构，使集料与基体结合的更加紧密，水泥石更加密实.

参考文献

[1] 孙瑞平. 建筑材料领域中纳米技术的应用[J]. 建材技术与应用， 2010（12）：9-11.

SUN Ruiping. Application of nanotechnology in the fields of building materials[J]. Research & Application of Building Materials， 2010（12）：9-11.（In Chinese）

[2]赵文轩， 张越. 建筑材料中纳米材料和纳米技术的应用[J]. 河南建材， 2012（2）：24-26.

ZHAO Wenxuan， ZHANG Yue. The application of nano materials and nanotechnology in building materials[J]. Henan Building Materials， 2012（2）：24-26. （In Chinese）

[3]肖力光， 周建成， 马振海. 纳米技术及其在建筑材料中的应用[J]. 吉林建筑工程学院学报， 2003， 20（1）：27-32.

XIAO Liguang， ZHOU Jiancheng， MA Zhenhai. Nanotechnology and its application in building materials[J]. Journal of Jilin Architectural and Civil Engineering Institute， 2003， 20（1）：27-32. （In Chinese）

[4]白春礼. 纳米科技及其发展前景[J]. 科学通报， 2001， 46（2）： 89-92.

BAI Chunli. Nano science and technology and its development prospect[J]. Chinese Science Bulletin， 2001， 46（2）： 89-92. （In Chinese）

[5]刘立军. 纳米CaCO3钢纤维复合增强混凝土韧性的研究[D]. 天津：天津大学建筑工程学院， 2009.

LIU Lijun. Study on increasing the toughness of cement concrete by using nanoCaCO3/ steel fiber composite[D]. Tianjin：School of Civil Engineering，Tianjin University，2009. （In Chinese）

[6]王冲， 蒲心诚， 刘芳， 等. 纳米颗粒材料在水泥基材料中应用的可行性研究[J]. 新型建筑材料， 2003（2）： 22-23.

WANG Chong， PU Xincheng， LIU Fang， et al. Feasibility study of nanoparticles materials apply to cementbasted materials[J]. New Building Materials， 2003（2）： 22-23. （In Chinese）

[7]黄政宇， 祖天钰. 纳米CaCO3对超高性能混凝土性能影响的研究[J]. 硅酸盐通报， 2013， 32（6）：1103-1109，1125.

HUANG Zhengyu， ZU Tianyu. Influence of nanoCaCO3 on ultra high performance concrete[J]. Bulletin of the Chinese Ceramic Society， 2013， 32（6）：1103-1109，1125. （In Chinese）

[8]SATO T， BEAUDOIN J J. Effect of nanoCaCO3 on hydration of cement containing[J]. Advances in Cement Research， 2010， 23（1）： 1-29.

[9]DETWILER R J， TENNIS P D. The use of limestone in Portland cement：a stateoftheart review[M]. Skokie， IL： Portland Cement Association， 1996.

[10]王玉杰， 刘炳华. 纳米碳酸钙对水泥物理性能影响的试验研究[J]. 山东交通科技， 2014 （2）：39-41.

水泥用耐火材料市场发展趋势 篇4

水泥用耐火材料市场发展趋势

水泥工业的发展变化给耐火材料生产商带来诸多挑战。过去湿法及长干窑工艺被现代化的大犁转窑所替代，耐火材料的用量将减少。同时传统燃料向新型可替代燃料的转换，对耐火内衬的稳定化处理提出了前所未有的挑战。

耐火材料生产商致力于生产更为先进的新型产品，使水泥窑的生产寿命更长，这是在世界各地的水泥生产商都处于供不应求前提下所要实现的主要目标，并同时催生了有关耐火材料的问题，因为除了必要的维护，水泥生产商不愿停产。由此可以看出，越来越苛刻的市场需求将鉴别出耐火材料生产企业是否具有竞争力。水泥用耐火材料

水泥窑所用的碱性耐火砖，主要是以白云石或氧化镁为主的镁铝尖晶石砖，这种砖正逐步取代曾经占市场主导地位的传统镁铬砖。当然RHI耐火材料公司仍然向非洲、中东和亚太地区供应这种砖。

白云石耐高温，能够形成保护涂层，因而通常被用在水泥回转窑的烧结带；镁基耐火材料具有抗热冲击和化学腐蚀的特性；而氧化铝如尖晶石的加入可降低耐火度，与白云石产品相比能够减少导热系数。

水泥用耐火材料供应商主要包括：奥地利RHI耐火材料公司、德国雷法技术公司(Refratechnik)、巴西Magnesita公司、LWB耐火材料及美国ANH耐火材料公司。

世界水泥窑用碱性砖市场根据Magnesita公司的数据是50-70万吨，或是RHI耐火材料公司认为的150万吨，其中包括非碱性耐火材料。奥地{TodayHot}利公司估计市场总价值为7亿欧元，其中亚洲(包括中国)为3亿欧元，产量30万吨；欧洲、中东和非洲约2．5亿元；北美洲0．8亿欧元；拉丁美洲0．6亿欧元。

世界各地的耐火材料消费比率有所不同，其中一种推测认为该比率大约为每1000吨熟料消耗0．85公斤耐火材料。根据RHI的预测，2005年全球熟料总产量大约19亿吨，未来五年内的年增长速度为2．5％。现代化大型回转窑的安装使用，正在降低耐火材料的总消费量。所有生产商都由数量的减少看到了市场的大小的变化。但由于存在对高性能耐火砖的需求，RHI预测市场总值在未来五年将增长0．5％。

根据LWB公司的推测，北美地区额定水泥生产能力大约1．08亿吨，生产窑189座，年消费碱性耐火材料4．4万吨，比过去五年下降了9000吨。Resco产品公司认为，北美市场包括非碱性材料在内约9万吨，其中美国消费8万吨，市值约为7000万美元。该市场的主要供货商为：LWB耐火材料公司、ANH耐火材料(包括AP Green、北美耐火材料和Harbison-walker)、雷法技术公司、Magnesita、Rill和Resco产品公司。北美地区的水泥需求非常强劲，未来几年水泥产品仍将供水不应求，这意味着耐火产品的需求将下降，因为水泥公司不愿将水泥窑停产进行维护。由于目前水泥市场的紧缺状况，今年耐火材料的消费预计将下降5-8％。

今年八月的仁—特里娜和九月的丽塔飓风将使水泥市场的供需更加恶化，因为飓风过后的重建，木质材料将让位于混凝土，因而将需要大量的水泥。如果说原来水泥市场的紧缺将持续七年，那么飓风将使这种状况处长至九年。市场供应状况如此严峻，越来越多的压力迫使美国政府降低从墨西哥进口水泥的关税。由于美国水泥生产商开足马力进行生产，其水泥窑在线运转的时间更长，因为缺少例行维护，而且生产商不能停止生产，耐火材料一旦出现问题，必将影响耐火内衬和窑自身的运营。LWB公司的Filius说：“他们如果让耐火内衬运行更长时间，将冒破坏水泥窑的危险，因为在更换必须更换的地方时，往往会留下有问题的耐火材料。在某种程度上有些东西必须放弃。” 超期负役将使内衬层的使用寿命下降。RHI的Hoedl的观点认为：“如果你不能让水泥窑停止生产，你将消耗更多的耐火材料。我们已经看到有一些客户由于水泥窑的机械状况问题，耐火材料的使用寿命从12个月下降至3个月。如果连续发生机械问题，你将不得不停窑停产来进行维修，因为耐火砖无助于被破坏的壳或偏差。” LWB的Filius却认为北美地区并非如此：“人多数系统对整体性能的影响不大。问题(与可替换燃料有关的)已变成火焰控制或多重氧化点，将在燃烧／传递区的内衬区域产生局部高温，因此这些区域必须用更耐用的耐火材料进行重新装配。”

西欧水泥市场比较成熟，因而相对稳定。但东欧市场在过去十几年发生了巨大变化。根据Magnesita公司商务经理Adam Wajdowicz的观点，水泥生产商已经从经营不善的国营公司变成了世界大水泥集团的分支机构。因为中央{HotTag}集权经济倒台导致经济衰退，使水泥产量下降了50％。

目前，东欧经济已从萧条中恢复，所有的工厂都归属于一些大公司，生产的产品与十年完全不同，这些产品主要在东欧市场销售。但耐火材料消费量并没有很大增长。Wajdowicz解释说：“耐火内衬在过去每生产1000吨熟料要消耗耐火材料1公斤，但现在消耗量下降了十倍，每1000吨熟料仅需100克。”

东欧各国加入欧盟将促进水泥工业的繁荣，因为工程发展尤其是基建工程所需的资金正逐步进入市场。但对前苏联国家有关安全问题和利润能否外移的担忧，以及市场的低成熟度，RHI公司认为减少了对世界主要耐火材料生产商的吸引力。当地有许多廉价产品，水泥公司关注的更多的是价格而不是水泥窑耐火内衬的使用寿命。价格决定一切，只有少数生产商关注性价比。

中国是最大的水泥市场，但基于同样的原因，大部分地区仍没有大型耐火材料公司进入，当然这种情况已经开始改变。RHI公司位于大连的工厂于2004年11月开始生产，年产能力4万吨，主要供应当地市场。公司未来计划将产量翻一番。大型水泥窑

水泥工业正在逐渐增加水泥窑的尺寸规格，并逐步淘汰一些旧的小型窑。北美地区强劲的水泥需求使得公司延长其水泥窑的运营时间，只有在必要时才停—卜来迅速修补一下。LWB的Filius说：“水泥生产商让旧窑在生产线上不停地运转，只有在必须的维护时才停下替换也许20英寸的耐火材料，而不是换掉所有耐火材料。他们不是大规模停工，只是在不得不的时候才进行必要的修理。”

一些水泥生产商的作法更为极端。他们透支使用旧窑，同时建设新窑，一旦新窑建成，他们就将旧窑永久关闭。

然而，这对耐火材料生产商而言不是什么好消息。RHl的Hoedl认为：新窑消耗的耐火材料更少，而且产品组合也不同。短窑的预热器使用镁和氧化铝，而发展趋势是氧化铝产品增加，碱性砖的用量下降，整体衬里的使用也在增加。标准预热器一般构成为碱性材料60％，非碱性材料32％，不定形材料10％。而新一代窑一般使用40％碱性材料，30％非碱性材料和30％混合材料。一旦新窑上马，耐火材料消耗水平将更低，每生产1000吨熟料只消耗100克耐火材料。在过去，使用长干窑的旧法生产，消耗量差不多600-700克，比较正常的是 350-400克。

耐火材料技术的发展，加速了镁尖晶石产品及铁尖晶石和锰尖晶石等可替代产品的的专业化，不过很多水泥生产商依然认为这是一些差不多相同的产品。Resco Products公司主管石灰和水泥市场的经理Chris Macey说：“我们之所以区分不同的尖晶石砖，是因为他们的原材料和等级非常不同，可以具有不同的性能特征，如可以增加耐磨性或是具有更好的绝缘性，能够适应燃烧区域各种不同的状况。” 随着水泥窑的大型化，更难以觉察的损失将发生在人力资源方面，因为水泥公司将投入更少的时间和人力进行耐火材料方面的研究，这些工作将更多地依赖耐火材料供应商。而且，随着工作量越来越少，市场担心耐火材料公司也将解散专家技术人员，因为他们的正作量可能从原先的一个月一次降至一个一次。燃料变化

一般来说，燃料占整体水泥成本40％左右，但燃料价格的不断上升使得水泥生产商开始挖掘非传统的燃料资源。目前欧洲和北美洲的水泥窑日常所用燃料是所能找到的一切含热量的物质，包括轮胎、电池、动物脂肪和城市垃圾。

瑞士著名水泥企业Holcim公司在法国投产一家工厂，生产水泥燃料。这是一种用包括城市垃圾在内的不同类型的燃料混合在一起，加工而成的液态燃料。燃料应用方面的巨大变化也使水泥窑和耐火内衬的化学状况发生了巨大变化，大大降低了他们的使用寿命。而得益于燃烧器技术的发展，事情变得可以控制，如通过控制火焰形成，有助于避免使用不同燃料对窑体造成的破坏。

Magnesita的Wajdowicz说：“可替代燃料的出现对水泥工业而言是一个巨大变化。以前使用石油和煤炭这些好的燃料时，水泥窑运转稳定，耐火内衬工作良好，窑的使用寿命可以持续两年。而可替代燃料带来了不稳定和新的碱和硫循环，耐火砖会因此出现问题，碱性砖由原来能使用两年降至三个月。”但他同时认为，新燃烧器和过程控制的发展，将能够更好地控制可替代燃料。这些发展如Holcim公司的水泥燃料将带来一定程度的稳定，使耐火砖的使用寿命更长。

在应对可替代燃料问题方面，技术力量强的耐火材料生产商由于更有能力分析窑的运行状况，开发应对恶劣环境的新产品并能够提高内衬性能，因而领先其他竞争对手一大步。Wajdowicz说：“我们公司正在努力使水泥窑恢复至可替代燃料使用之前的状态，首要任务是将耐火砖的性能提高至一年甚至更多。”

LWB的Filius评论认为：需求是不同的，其公司的产品线随着产品需求和系统运转方式的变化而不断发展变化。最主要的挑战就是如何应对生产商在水泥生产中的变化。当他们寻找成本更低的燃料替代品或原材料时，都会带来耐火材料方面的挑战。例如，回转炉传送区中使用标准尖晶石粘结耐火材料时有一个缺点，那就是氧化铝在温度不断上升过程中会与石灰反应产生液体，LWB公司专门开发出性能更高的铝锆尖晶石专利产品，可以比较好地解决这一缺点。

从长远看，能源保护话题将不断升温，尤其当中国开始加入全球固体燃料资源竞争之后。燃料价格的不断上升将进一步推动低传导率新型耐火材料的开发，LWB公司目前开发的就属这种产品。

尽管数量增长的可能性非常小，但水泥生产公司水泥窑使用方式及所使用的燃料，将给耐火材料业带来价格增长的机会，因为市场对高性能耐火材料产品的需求在增加。

根据Wajdowicz介绍：Magnesita公司首要的任务是恢复砖的性能至一年甚至更早之前的水平。随着燃烧器新技术的发展，水泥窑的运转越来越稳定，但他们需要更为专业的耐火材料。人约五年前，公司开始生产低渗透性的镁尖晶石砖，这在当时是一个新概念，需要更精细的添加剂和加工条件。这种砖的性能更好但成本较高，价格区间在每吨700-850欧元至1200—1300欧元之间变化。水泥行业需要更好的砖。水泥公司在短时期内能够接受价格的提高，因为这个价格所支撑的产量与停产造成的损失相比微不足道，每一次水泥窑意外停产，欧洲水泥商损失约50万欧元，因此高性能耐火砖的成本虽然高，但节约相当可观。根据LWB公司的统计，美国水泥公司每八小时停产 带来的损失为8万美元左右。

大水泥公司的采购部门期望通过签订长期合同而将价格压下来。但耐火材料公司由于原材料、能源和运费的上涨，不得不提高价格，因而常常需要与水泥公司的采购部门讨价还价，同日十还要说服技术人员相信产品的优点，这变得越来越困难。原材料

开发新产品能力的高低取决于是否有可靠的原材料供应，Magnesita、LWB和RHI公司都认同这一事实。这些公司都将控制自有原材料作为战略竞争优势。如果原材料供应失去控制，那么保持产品质量稳定将是一项更为艰巨的任务。

因为拥有自营镁矿，RHI公司比其他主要竞争对手更有原材料优势。公司每年消费原料约5万吨，但大部分独立于国际市场。生产高等级尖晶石耐火砖的原材料非常有限，因而价格上涨的压力非常大。

矿物界的许多公司都认为从中国购买原材料变得越来越难，尤其当船运出现问题时。这些材料一般用于中级耐火砖的生产。而且，过去两年价格大幅上涨，这对那些将中国作为唯一矾土来源地的耐火材料生产商来说，不是一个好消息。研发能力

竞争的第二个关键要素是研发能力。只有那些了解客户需求，拥有很强的研发能力和非常好的原材料供应的公司，才能在市场竞争中生存下米。耐火材料公司必须专业化，能够提供最好的服务和最可行的解决方案，生产出特殊区域所需的高性能耐火砖，否则将被市场淘汰。这不是一项仅仅供应砖的简单工作。

RHI公司在过去十年开发出的专业产品给予公司很大的竞争优势，其所具备的丁艺加工方面的知识使公司能够成为水泥工厂的合作伙伴，能够帮助他们解决问题。非常明显，生产和砖的性能是有联系的。

根据LWB公司Filius的观点，中国虽然有很多家耐火材料生产商，但他们人多缺乏这种技术支持，所以当水泥窑生产平稳时，很少有生产商愿意冒险尝试新产品。

Resco Products公司是不定形耐火产品的主要供应商。公司的Quikturn产品是增长最快快的生产线，该产品能够缩短烘干时间，而水泥公司非常希望将停产维护的时间降至最低。Quiktum产品能够将重新开工生产的时间从72小时减至30小时。水泥粘结不定型耐火材料存在的一个主要缺点，就是在加热使用之前必须将其放置差不多24小时，这样水泥窑恢复生产差不多要等待60-72小时。Quikturn将这个时间降至30小时。

在维修预热器时，通常是用不定型材料替换旧的耐火材料。美国水泥工厂在建设新工程时，一大趋势是在非圆柱体区域使用不定型耐火材料。在过去儿年内，美国已经开始将冷却器所用的砖用不定型材料替换，因为锚固不定型材料性能更稳定，更能抵御灰尘的侵袭。

LWB公司Filius的观点更为保守一些。他认为不定型耐火材料增长机会不大。不定型材料自身及现场安装存在的问题是要复制出所需的物理特性，例如加入太多的水就会有影响。不定型材料市场已没有多少发展潜力。

Magnesita公司Wajdowicz的观点也差不多。不定型材料可以用于水泥窑静止的部分，但在燃烧区就必须使用耐火砖。人们非常希望开发出能用燃烧区的浇铸材料，但问题是如何修理。热喷涂非常困难，同时要保证这些材料能固定超过30分钟，冈而砖仍是燃烧区域的最好选择。

国内外水泥及水泥基材料发展研究 篇5

辉煌而难忘的2011年转眼即将过去，新的一年己款款向我们走来。2011年我们仓库人员紧密团结，在财务部主管领导的直接领导下，在公司全体员工的配合下，我们脚踏实地，任劳任怨，细心工作，库容库貌得到有效改善，服务生产的效率继续得到提高。

为了使明年的工作上一个新台阶，有必要认真总结一下今年的工作，现将全年工作总结如下：

一、工作中尊重领导，团结同志，及时强化与各车间的沟通联系，友善对待仓库的每一位顾客及客户，主动问好，耐心询问，积极发放，以确保一线生产的各项设备正常运转，每天频繁发放物资，我无怨无悔地做好本职工作。不论是昼夜，也不论是刮风下雨下雪，更不论工作时间内外，只要有人来、有人叫，自己做到及时询问，按要求发放，办好出入库手续，确保了生产所需。热情接待送货客户，毕竟仓库是公司的一个形象窗口。

二、积极贯彻落实公司文件、会议精神及各项规章制度，争做遵章守纪的好员工。每日做到按时参加点名、签到、出操，保证出满勤、干满工、不迟到、不早退，严格遵守公司各项劳动纪律，积极钻研仓库业务，及时变更和掌握仓库物资存放数量与位置，为服务生产打下坚实基础。同时积极参加公司组织的各项活动，绝不落后于其他部门。

三、从接手仓库管理工作就立即从整理仓库入手，根据用途品别进行归类摆放，消除了仓库凌乱不堪的状况。在改善公司形象的同时也为后续物资清查工作奠定了基础。此后，干净整齐的库容库貌成为仓库管理工作的重要基础。

四、值得指出的是仓库改革的同时，不仅仓库本身的管理得到提高，整个公司人员尤其是车间工人对物品数量意识和工作程序意识得到了很大提高，这也反过来促进了仓库的管理。

五、需要交旧件的物品，坚持让车间交旧件，不徇私，几个旧件能拼凑成一个好的零件就让工人拼凑。

2011年的仓库管理工作成绩还不错，仓库成员也尽了很大努力，但同时也暴露出我们工作中的一些问题和漏洞：

第一，由于仓库面积较小，货架较少，这是不能完全符合，合理规范、归类物品摆放要求的。鉴于仓库客观实际条件，到目前为止仓库还有少量物资没有摆上货架，多数物资存在重叠摆放。

第二，在实际工作中，对于较繁锁的领料程序工作做的还不够认真细致。

第三，车间工人急需领料还要找车间主任开票签字，为了不影响生产，仓库只能让其写个便条，事后车间主任清帐。

第四，目前废品入库流程还不是很流畅，包括废品回收，再利用等一系列问题还有待解决。

为了改变仓库现状，公司安排我们去发祥铝业参观学习，受益匪浅，我们与他们的仓库不在一个档次，但是切合实际情况，我们会尽最大努力改变仓库现状。年轻人是仓库的新鲜空气，是公司未来的希望，年轻人的存在使仓库越来越知识化、现代化，使仓库也跟上时代潮流。

为了确保仓库正常顺利运行，同时保护仓库内外的设备物品不受损害丢失，对明年的工作提出新的建议和采取一些措施改进工作，我们计划：

1.把仓库院里摆放的油类、电缆、设备、氧气乙炔、钢材、旧件等物品，重新画线按类入格，为防止物品风刮日晒雨淋，为保持仓库卫生和保护设备材料安全不受损害丢失，建议在仓库院里搭一个厂棚。

2.再添一些货架，使物品能够更好的归类；把不能上架的物品合理堆放。

3.加强旧件管理，仓库工作只是废品入库流程中的一部分，为使这项流程更加流畅，需要各有关部门共同努力来降低成本为公司谋求更多的利润。

4.坚持按制度办事并不断创新工作格局，使仓库管理工作再上一个新台阶。对仓库的管理做到定期打扫、检查、安全、防火，发现隐患及时向领导汇报，及时处理。

5.把企业应用平台管理软件应用到仓库管理工作当中，以实现仓库管理工作质的飞跃。

通过实际工作经验，我总结出做好物资管理工作要做到“四勤”：勤管理、勤检查、勤维护、勤核对账目。做好仓库各类物资入库点验上架存放、下架发放，做好准备每批物资上帐及发放物资的出账工作，但不论是物资入库点验上架入账，还是下架发放出账，每项工作都做到认真细致、数帐物资相对。

2011年仓库工作有些成绩，但都离不开公司各位领导对我们的关怀和指导，为嵩基水泥奉献自己的全部，做到以厂为家。总之，我们仓库人员尽心尽力，一定会使仓库管理工作在明年再上一个新台阶。

财 务 部

李 东 辉

国内外水泥及水泥基材料发展研究 篇6

各位领导各位同事：

大家下午好！9月份，在总公司的正确引领下，在分公司领导的正确领导下，在全厂职工全体努力下，分公司根据安全管理存在的薄弱环节，突出重点，加强管控。9月份未出现一起工伤事故，我们不能因此掉以轻心，要继续努力确保安全工作循序渐进。现由我将水泥分公司9月份工作总结及10月份工作安排做如下汇报：

一、9月份工作总结：（1）安全检查落实情况

由于水泥车间还处于试生产阶段，在前期的安装阶段中各项安全防护设施未及时完善缺项较多，针对现状在每周四组织设备、工艺、电气、安全专工，主要针对消防、用电、设备安全防护、工艺不合理事项等进行自查自纠，共查出安全隐患135项，由安装公司配合自行落实整改129项，剩余6项正在联系设备厂家进行整改完善。

(2)安全教育培训培训情况

对特种设备作业人员持证情况进行摸底排查，其中3人电气作业证过期未审，已联系进行复审。

对水泥包装劳务队进行，安全、职业健康、劳动纪律进行培训教育。

（3）制度完善情况

本月制作安装各大车间工段标识牌55块已全部上墙，已联系制作设备巡检牌51块，于本月底制作完成并完善设备巡检制度。规范临时用电、动火作业、登高作业、清堵作业、受限空间作业，本月共计开具动火作业票83张，登高作业16张，受限空间作业5张。对安全防护用品进行完善。配备防火服，防火手套12套，防尘帽及3M防尘口罩等防护用品。（4）手续办理情况

能源评估情况：于本月16日完成初步评审。由宁夏森木隆节能环保技术咨询有限公司对评审专家提出整改问题进行修订。基本审核通过。

消防整改情况：

石嘴山市消防支队对水泥消防图纸进行审查发现水泥分公司消防图纸从在不符合规范项共计6项，其中4项属于新疆凯盛设计院设计，已联系对这4项进行变更整改。其中办公楼与食堂属四川建筑研究设计院设计，现因时间过长现已联系不上，正在积极协调新疆凯盛设计院进行变更。

环保验收工作

窑头窑尾烟气在线监测设备已报计划采购当中。

二、10月份安全工作计划

（1）完成特种设备备件的采购准备进行报验及特种作业人员操作证等工作，计划在10月。

完善设备标识，落实设备巡检。继续进行自查自纠不留死角，落实公司安全检查整改事项。

（2）规范操作：为避免工作的盲目性，杜绝违章操作，进一步完善日常检修制度，明确工作程序，制定详细的危险情况分析和相应的防范应急措施。杜绝工作上被动应付和盲目蛮干现象，规范安全工作程序，提高工作安全系数。

（2）继续推进安全、环保、消防、生产许可证的办理工作。（3）与外包劳务单位及各工段签订安全责任书，齐抓共管，把安全隐患消除在萌芽状态。

磷酸镁水泥基材料的改性研究 篇7

磷酸镁水泥 (MPC) 是一种新型的水泥[1,2,3,4,5,6], 是由过烧氧化镁和磷酸或酸式磷酸盐按照一定比例混合而成, 具有凝结时间短, 早期强度高的特点。MPC与水反应本质是一种酸碱中和反应, 水化产物具有高度结晶结构, 因此又被称为“化学结合磷酸镁陶瓷”[2]。目前, MPC主要作为道路、桥梁、机场跑道的修补材料[13]使用, 但在大体积混凝土工程应用上还存在一些问题:1) 凝结时间过短, 在不掺加缓凝剂的前提下, MPC的初凝时间只有几分钟, 不能够满足施工要求;2) MPC的成本高, 几乎相当于普通硅酸盐水泥的2倍~3倍;3) 耐水性差, 在有水环境下会出现强度倒缩的现象, 基于以上几点, 使得MPC一直得不到推广应用。关于MPC, 国内学者一直致力于基础力学性能研究, 在其工程应用性能研究上略有不足, 本文在前期研究[7,8,9,10,11,12,13]的基础上, 利用粉煤灰、钢铁渣粉[14,15]和铁尾矿粉对MPC进行改性研究, 探讨了不同掺合料对凝结时间、流动度、抗压强度、粘结强度和耐水性的影响, 以期得到工程应用良好的MPC改性材料。

1 试验

1.1 原材料

过烧Mg O, 由菱镁矿在1 600℃煅烧而成, 由海城金顺镁业有限公司提供, 颜色浅黄, 成分见表1;磷酸二氢铵为工业级白色晶体, NH4H2PO4质量分数为98%;硼砂, 工业级, 作为缓凝剂;粉煤灰、钢铁渣粉和铁尾矿粉由中冶建筑研究总院有限公司提供, 性能和成分见表2, 表3;标准砂;拌合水采用自来水。

1.2 试验方案

1) 试验方法。

a.净浆凝结时间:参照GB/T 1346—2001水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法测定水胶比为0.18的MPC净浆凝结时间。采用维卡仪测定, 从拌合物加水开始计时。由于凝结过快, 每隔30 s测一次, 临近初凝时, 每隔15 s测一次。考虑到MPC的初、终凝时间间隔很短, 试验中主要测定初凝时间, 并作为水泥的凝结时间。

b.净浆流动度:参照混凝土外加剂技术规范和GB 50119—2003水泥基灌浆材料中的规定进行, 其中截锥形圆模的尺寸为:高度 (60±0.5) mm;上口径 (70±0.5) mm;下口内径 (100±0.5) mm;下口外径120 mm, 并取消捣棒插捣, 取消振动用卡尺测量料浆底面最大扩散直径及其垂直的直径, 计算平均值, 取其整数。

c.胶砂抗压强度:参照GB 17671—1999水泥胶砂强度测试方法标准, 在40 mm×40 mm×160 mm模具中成型试件, 将试件置于自然条件下养护, 静置1 h后拆模, 测其3 h, 1 d, 3 d, 7 d, 28 d的抗压强度。

2) 配合比设计。试验设计为三种掺合料:B粉煤灰, C钢铁渣粉, D铁尾矿粉掺量分别为0%, 10%, 20%, 30%, 40%等量替代MPC制作试件进行测试, 硼砂作为缓凝剂, 掺量为Mg O质量的5%, 胶砂比为1∶1, 水胶比为0.08。详细配合比见表4。

2 结果与分析

2.1 MPC净浆流动性试验

图1分别给出了粉煤灰、钢铁渣粉和铁尾矿粉不同掺量下对MPC净浆流动性的影响。由图1可以看出, 掺加粉煤灰和钢铁渣粉后, MPC净浆流动度明显增大。当不掺加掺合料时, MPC净浆流动度能达到180 mm, 掺加10%的粉煤灰, 其净浆流动增大至200 mm;此后, 随着掺量的增大, 提升幅度减小, 但是仍呈现出持续上升的状态。粉煤灰中含有一些细小的玻璃体, 能起到滚动轴承的作用, 有助于改善MPC浆体的流动性。与此同时, 掺加钢铁渣粉也能提升MPC浆体流动性, 幅度略小于粉煤灰。钢铁渣粉掺量为30%时, 其净浆流动度为210 mm, 此后, 数值趋于平缓。钢铁渣粉能够起到和粉煤灰类似的作用。

由图1还可以看到, 随着铁尾矿粉的掺加, MPC净浆流动度有所下降, 掺量为10%时, 净浆流动度为170 mm, 之后随着掺量的增大, 流动度也呈现缓慢下降的趋势。铁尾矿粉中粉料含量较高, 在和相同质量MPC对比的条件下, 需水量比大, 因此, 在同一水胶比的情况下, 不利于MPC浆体流动性的发展。

2.2 MPC净浆凝结时间试验

表5给出了三种掺合料在不同掺量下对MPC凝结时间的影响。粉煤灰和钢铁渣粉都能延长MPC的凝结时间, 在掺量达到40%时, 粉煤灰改性MPC凝结时间为26 min, 钢铁渣粉改性MPC凝结时间为30 min, 都能满足工程施工需求。粉煤灰和钢铁渣粉都不参与MPC水化反应。随着掺量的增大, 导致反应原材料减少, 在用水量不变的前提下, 凝结时间不断延长。铁尾矿粉的掺加, 使MPC凝结时间有所下降, 是因为铁尾矿粉需水量比大, 吸水性强, 在等量替换的情况下, 使水泥更容易凝结。

2.3 改性MPC抗压强度试验

从表6可以看出, 对于MPC抗压强度, 随着龄期的增长, 掺加适量粉煤灰的强度会增大, 最大掺量为30%, 超过这一掺量后强度开始下降。掺加铁尾矿粉同样对MPC的强度增长产生有利影响, 且在本实验掺量范围内随着掺量的增大, 强度一直在增长。钢铁渣粉的掺加不利于MPC强度的增长, 随着掺量的增大, 强度有所下降。掺量为30%时, 3 d强度达到了20 MPa, 28 d强度达到了30 MPa, 仍能满足工程应用。

3 结语

1) 掺加粉煤灰能降低MPC成本, 提高流动性, 延长其凝结硬化时间。在水胶比不变的情况下, 掺加粉煤灰还能提高抗压强度, 适宜掺量为30%左右。

2) 掺加钢铁渣粉能提高MPC的流动性, 延长凝结时间, 但抗压强度有所下降。掺量要根据成本和工程需要综合考虑。

3) 掺加铁尾矿粉会降低MPC的流动性, 缩短凝结时间, 但有利于强度的增长。在40%的掺量范围内, 强度随着掺量的增加而增大。

摘要：从凝结时间、流动度、抗压强度等方面, 分析了粉煤灰、钢铁渣粉和铁尾矿粉三种掺合料对磷酸镁水泥 (MPC) 的影响, 指出掺30%粉煤灰的MPC不仅降低了成本, 而且有利于改善水泥的各项性能;钢铁渣粉能延长MPC的凝结时间, 提高其流动度, 但是会降低MPC的早期强度;掺10%的铁尾矿粉会增大MPC稠度, 降低流动度, 但明显提升了MPC强度。