熟料性能（精选8篇）
熟料性能 篇1
1 碱对熟料性能的影响
碱对水泥熟料的生产过程及性能有很大的影响, 在窑系统内的循环富集严重时会促进结皮、结圈、通风不良、烧成带物料粘散、起飞砂等恶劣煅烧条件并危及窑的正常运行[1], 碱含量过高时会增加熟料中f Ca O的含量、影响熟料强度及安定性、发生碱集料反应给建筑事业带来危害等, 所以熟料中碱含量的问题日益得到重视。
1.1 水泥生产过程中碱的情况介绍
在生产硅酸盐水泥时, 由于原、燃材料成分的波动, 带入的碱含量也随之波动, 碱主要来源于原料。使用煤作燃料时, 苛性碱、氯化碱首先挥发, 碱的碳酸盐和硫酸盐次之, 而存在于长石、云母、伊利石中的碱要在较高的温度下才能挥发。挥发的碱只有一部分排入大气, 其余部分随窑内烟气向窑低温区运动, 凝结在温度较低的生料上。随原料种类、烧成温度不同, 残留在熟料中碱的含量有所不同[2]。
熟料中含有微量的碱时, 能降低共熔温度, 降低熟料烧成温度, 增加液相量, 起助熔作用, 对熟料性能影响较小, 但含碱量较高时, 对熟料煅烧不利。
碱对生产过程的不利影响主要在于阻碍水泥熟料矿物的形成, 增加熟料中游离石灰的含量, 破坏窑衬, 生成硫碱圈, 增加操作困难。特别是碱会破坏旋风预热器的正常运行。
水泥中总碱量一般以钠当量计, 计算公式为。我国水泥国家标准和美国ASTM标准都规定低碱水泥的含碱当量必须[3]。
1.2 碱可加速快凝及需水量
少量的碱对熟料形成过程具有一定的矿化作用。研究表明, 少量的碱 (如Na2O0.2%~0.5%) 能降低液相形成温度和增加液相量, 在750~800℃范围内, 只要有碱存在, 即能生成R2Ca (CO3) 或R2Ca (SO4) 复盐, 这种复盐在780~820℃温度下熔化成流动性很高的液相, 可加速熟料矿物的低温合成过程[4]。
熟料含碱量较高时, 水泥发生快凝、结块及需水量增加, 水泥水化时产生的KOH和Na OH消耗石膏, 可破坏石膏的缓凝机理。研究发现, 水泥的需水量随着含碱矿物KC23S12含量的增加而增加。W.Lerch[5]发现, 当水泥中碱含量较多时将加速凝结, 必须多加石膏才能缓凝。
根据生产过程中实际经验可知, 采用高碱原料时将使水泥快凝, 并大大增加需水量, 除非增加石膏掺入量, 否则强度试验就无法进行。根据琉璃河水泥厂的生产数据, 当碱含量<1%时影响不甚明显, 但当碱含量>1%左右时, 需水量显著增加[5]。
1.3 碱对熟料中f Ca O含量的影响
如果熟料中仅含有微量的碱, 可以降低熟料体系最低共熔温度和烧成温度、增加液相量、起助熔作用、对熟料矿物形成有利。当碱含量较高时, K2O、Na2O会与主要熟料矿物发生反应生成含碱矿物, 其典型反应如下:
由于K2O和Na2O的碱性比Ca O强, 当熟料中含硫量少时, 碱主要取代Ca O而与C2S和C3A起反应生成KC23S12和Na C8A, 从而阻止C2S吸收Ca O, 并促使C2S、C3A分解, 析出f Ca O, 使熟料f Ca O增加[6,7]。
根据琉璃河水泥厂的实验结果, 当碱含量在1.2%~1.4%以下时, 碱对f Ca O含量的影响不甚明显, 但当碱含量大于1.2%~1.4%时, 则f Ca O含量呈直线增加。这是因为熟料中的碱除了上述产生f Ca O的化合作用外, 还可以降低熟料中液相出现的温度和降低液相粘度, 这在一定程度上又有利于矿物形成。因此当碱含量在一定范围内时, 不利影响就不甚明显[5]。
1.4 碱对强度的影响
1.4.1 碱对熟料强度影响的概述
水泥中碱溶出快, 能增加液相的碱度, 可加速水化速度及激发水泥中混合材的活性, 从而提高水泥的早期强度。当碱含量高时, K2O、Na2O可取代Ca O形成含碱矿物, 析出f Ca O, 抑制C3S的形成, 不仅使A矿的数量减少, 增加f Ca O含量, 造成熟料强度下降, 安定性不良, 同时由于碱使高温液相粘度增大, 致使熟料煅烧中容易结大块, 甚至造成窑内结圈, 破坏热工制度。水泥熟料中的含碱矿物 (KC23S12、NC8A3) 阻碍C3S的生成和结晶完善, 使水泥早期水化, 凝结性能异常, 不利于初期水化产物结构的正常形成, 对水泥强度的发展和水泥结构的致密化都十分不利。
根据琉璃河水泥厂的生产数据统计, 碱对强度的影响与碱对f Ca O含量和需水量的影响相似。当碱含量<1%时, 对强度的影响还不甚明显, 但当碱含量>1%左右时, 抗压强度和抗拉强度急剧下降, 特别是抗拉强度, 当碱含量>1.8%时, 强度突然下降。这一方面可能是由于碱本身的影响, 另一方面可能是由于因碱含量增加, 显著增加了f Ca O而带来的间接影响[5]。
此外K.M.Alexander和C.E.S.Davis[5]较详细地研究了碱对硅酸盐水泥强度的影响。发现随着碱含量的增加, 熟料抗压强度不断下降, 而抗折强度开始时随着碱含量增加而降低, 之后又逐渐增加到超过未加碱的试体, 这时若再继续增加碱含量, 则抗折强度又下降。
虽然碱含量对水泥熟料强度的影响非常明显, 但对用这种熟料制得的矿渣水泥 (矿渣掺入量约50%) 的强度影响却不大。原因可能是由于矿渣掺入后降低了水泥的碱含量, 另一方面可能是碱对矿渣的活性有一定的激发作用。此外, K.M.Alexander[5]还研究了碱对石灰火山灰质水泥和火山灰质硅酸盐水泥强度的影响, 发现碱会显著提高石灰火山灰质水泥的强度, 对火山灰质硅酸盐水泥的影响也比对硅酸盐水泥小。
1.4.2 碱对熟料强度影响的实例分析
通过上述分析可知, 熟料中含有微量的碱, 能降低最低共熔温度, 降低熟料烧成温度, 增加液相量, 起助熔作用, 加快C3S的形成。碱含量较多时, 除首先与硫化合成硫酸钾 (钠) 以及钠钾芒硝 (3K2SO4·Na2SO4) 或钙明石 (2Ca SO4·K2SO4) 等以外, 多余的碱则和熟料矿物反应生成含碱矿物和固溶体, 即K2O和Na2O取代Ca O形成含碱化合物, 析出Ca O, 使C2S难以再吸收Ca O形成C3S, 使C3S形成不完善, 并增加熟料中f Ca O含量;且使得水泥需水量增大, 凝结过快, 抗折强度和后期抗压强度明显降低, 甚至引起水泥安定性不良, 从而降低熟料质量[3,6,8,9]。
下面以云南开远水泥的统计数据为例, 对K2O含量对C3S单矿物强度的影响加以分析。表1和表2是熟料中K2O含量对f Ca O和对C3S单矿物强度的影响, 表3是随机23组数据K2O含量与熟料强度的关系[10]。
通过回归分析得出熟料中K2O与R3d及R28d的数学模型为:
通过分析可知, K2O在<1.3%左右时, 早期强度 (3d) 随K2O的增加而提高, 后期强度 (28d) 随之增加有所降低;但>1.3%以后则随之而降低, 早期强度 (3d) 出现降低的趋势, 后期强度 (28d) 降低明显。所以, 控制碱含量, 对提高熟料强度有较大意义。随K2O继续增加早期强度R3d增加。
1.4.3 碱在熟料中的存在形态及对强度的影响
水泥熟料中的碱, 一部分以可溶性硫酸盐形式存在一部分则进入熟料矿物。碱在水泥水化过程中对强度发展的影响, 主要由于碱金属的硫酸盐所引起的液相组成的变化, 或者由于熟料矿物晶格结构中存在的碱引起熟料矿物水硬性的变化。近来研究报告指出, 工业生产的水泥熟料强度的变化, 主要是由于它们的碱含量变化引起的, 而且主要是可溶性碱影响强度, 可溶性碱仅能促进头三天水化时的强度增长, 而其后就抑制强度发展。熟料强度与可溶性碱的相关性比与高碱量的相关性要高。可溶性碱主要为碱的硫酸盐和少量的碳酸碱[11]。
丹麦水泥工作者B-Osback报导[10], 用31家工厂所生产的熟料以相同的细度和石膏掺入量制成31种水泥进行强度和成分间的线性回归分析得出:
熟料的28d强度变化主要由于碱含量的不同而引起, 并得出与计算的可溶性碱之间的相关性高于总碱量。1%可溶性碱量 (以钾当量表示) 约为10MPa (1MPa=10.2kg/cm2) 。必须明确的是, 碱含量对1d和3d强度有利, 也就是说, 水泥熟料的早期强度与碱含量成正比关系。而后期强度与碱含量成反比关系, 随着碱含量增加, 强度增进率下降。此外, 碱在熟料化合物内, 形成碱硅酸钙和铝酸钙时, 强度与碱含量之间的相关性差。
熟料中碱的分布有以下几种[4]:
(1) 硫酸钾或硫酸钾与硫酸钠的固溶体。
(2) 钙明矾 (2Ca SO4·K2SO4) 。
(3) 碳酸钾 (K2CO3) 。
(4) 钾 (钠) 铝酸钙:8Ca O·K2O (Na2O) ·3Al2O3即NC8A3或KC3A3。
(5) 钾 (钠) 硅酸钙:23Ca O·K2O·12Si O2即。
(6) 在α′或相中以及在C3S、C3A和C4AF相中。
(7) 在玻璃相中。
800℃以上时, 在烧成带或冷却带中碱将从煅烧物料中挥发出来, 随气流流向窑尾, 形成碱的化合物并冷凝下来, 大部分被收尘器捕获, 随窑灰重新返回烧成带中, 物料中的碱若存在于熟料中就会影响熟料的形成过程、矿物结构及其强度。进入烧成带的碱主要为碱的硫酸盐, 此类盐对水泥的性质影响很大。
碱对熟料质量的影响十分灵敏, 碱含量在一定范围内会促进水泥熟料的活性, 但超过一定限度, 将对熟料质量产生很大的不利影响。
1.4.4 碱含量与SO3含量和石膏的相关性
熟料中的碱含量对水泥强度的影响, 既与熟料中SO3含量有关, 又与水泥中的石膏含量有关。
当熟料中存在含硫化合物时, 碱与硫化合生成碱的硫酸盐。它可以独立的稳定相存在于熟料中, 亦可以钾-钠硫酸盐固溶体的形式 (Na2O·3K2SO4) 存在。当SO3不足时, 剩下的碱的氧化物反应生成钾硅酸钙与钠铝酸钙, 从而破坏熟料主要矿物C2S、C3S、C3A的形成, 并产生二次f Ca O, 降低熟料质量[12]。
在碱含量相同的熟料中, 增加SO3含量将使大部分碱以易溶状态存在。一般碱的这种转移结果将增加早期强度降低后期强度, 但水泥中石膏含量的多少可改变这种影响。当石膏含量稍高于最佳值时, 对早期强度没有影响。同样, 石膏含量高, 可减弱碱对后期强度的倒缩影响。
在熟料烧成过程中, 若原料和燃料中没有足够的SO3与碱化合形成硫酸盐, 则多余的碱会进入C3A、C2S和铁相中, 甚至破坏已生成的硅酸钙而产生大量的f Ca O。有计算表明, 1%K2O会破坏23.7%的C2S生成22.3%的KC23S12, 若C2S含量不足, 每余下0.1%的K2O, 又将破坏2.9%的C3S, 生成0.77%Ca O。上述反应会严重降低熟料的质量, 因此有些工厂采用石膏配料 (带入一定量的SO3) 来抵消碱对熟料质量的不利影响, 或采用其他促进碱的挥发的措施[13]。
根据德国水泥厂协会 (VDZ) 的研究[14], 如R2O/SO3摩尔比为1, 熟料中的碱以R2SO4形式存在, 如>1, 过剩碱的主体部分将与C3A形成C3A-RC8A3固溶体;如<1, 将形成2Ca SO4·K2SO4和Ca SO4, 同时SO2+SO3向大气的逸散量增多。在后两种情况下, 水泥凝结都快, 水化需水量增大, 性能变裂。
VDZ推荐熟料中碱的硫酸盐化度0.658K2O+Na2O一般应控制在60%~70%, 水泥性能较好, 硫对环境的危害较轻。这一成果已为德、奥等国所广泛应用。
1.4.5 碱影响C3A活性和熟料强度的机理[4]
少量的碱不但是熟料烧成过程中的矿化剂, 而且能增进熟料的活性, 也就是说, 一种水泥的活性将随着它的碱含量的增加而提高。关于碱影响C3A的活性有如下几种解释:
(1) 认为碱进入C3A晶格中使其从立方晶体变为斜方晶体, C3A可固溶Fe、Mg、Si、Ti、Na和K, 其量可到10%, 但仅仅是碱能改变它的晶体的对称性。
(2) 认为在和KOH (Na OH) 水系统中, 石膏的溶解度随着碱含量的增加而提高, 这使液相中保持较高的SO42-离子浓度, 可能影响C3A的活性。
(3) 在和, 水体统中C3A的反应速度随着碱含量的增大而加快。
当水泥水化初期时, 碱的速溶使液相中碱金属离子增加, 也使液相中OH-离子增加 (有的资料认为它比纯的Ca (OH) 2碱度高17倍) , 这使石膏和C3A反应加速, 产生硫铝酸钙晶体, 同时碱金属离子还有利于Ca (OH) 2从溶液中结晶析出, 从而加速了水化, 提高了早期强度。而水泥的后期强度主要靠水化硅酸钙的继续水化, 随着水化反应的不断进行, ROH浓度增加, 硅酸钙水化速率下降;另一方面可溶性碱在促进净浆结构较快形成 (即石膏、钾石膏及钙矾石的沉淀作用) , 从而导致带入空气形成气泡, 这也会影响各期强度。而对后期强度的影响更为明显, 这即为碱的机械化作用影响强度。
1.4.6 降低碱对熟料性能影响的措施[15]
(1) 煅烧温度高低对熟料碱含量影响最大。因此在煅烧过程中应保持适当的热工制度, 提高煅烧温度、延长煅烧时间, 尽量提高碱含量的挥发率。
(2) 生料粉磨细度也是影响熟料碱含量的一大因素。对回转窑工艺来说, 窑内热工制度相对稳定, 因此降低生料细度筛余值对减少熟料碱含量作用更明显。
(3) 在生料中加入有利于煅烧和促使碱挥发的氟化物也是减少熟料碱含量的重要手段之一。
(4) 当石灰石中Si O2以夹层土形式存在时, 它的含量高低对熟料碱含量影响不大, 但石灰石作为混合材时将对水泥碱含量产生明显影响。
(5) 为减低硅酸盐水泥碱含量, 缓凝剂需选用较为纯净的石膏。根据琉璃河水泥厂的生产数据统计, 当石膏掺入量由3%增至5%时影响不大, 但当石膏掺入量增至7%时大大消除了碱对抗拉和抗压强度的不利影响。此外, 碱含量高时, 掺矿渣能在一定程度上消除碱的不利影响, 无论对抗压强度和抗拉强度都是这样。
2 氧化镁对水泥熟料性能的影响
2.1 水泥熟料中氧化镁情况简介
熟料煅烧时, 氧化镁有一部分与熟料矿物结合成固溶体并溶于玻璃相中, 故熟料中含有少量氧化镁能降低熟料的烧成温度, 增加液相数量, 降低液相粘度, 有利于熟料烧成, 还能改善水泥色泽。硅酸盐水泥熟料中, 其固溶量与溶解于玻璃相中的总Mg O量为2%左右, 多余的氧化镁呈游离状态, 以方镁石形式存在, 因此, 氧化镁含量过高时, 影响水泥的安定性, 一般Mg O的允许含量≯5%[1]。
水泥生产中, 生料中的Mg O主要来源于石灰石中的镁质矿物。当石灰石中Mg O以硅酸镁形式存在时, 可获得均匀分布和细小 (1~5μm) 的方镁石晶体, 而以白云石或菱镁矿形式存在时, 易生成粗大 (25~30μm) 的方镁石晶体。镁质矿物中Mg CO3的分解温度为660~700℃, 白云石Mg (CO3) 2的分解温度为800℃, 而石灰石中Ca CO3分解温度接近900℃。在水泥熟料生产过程中, Mg O较Ca O先形成[16]。
Mg O在煅烧过程中, 一方面可以降低液相出现的温度并增加液相量, 降低液相的表面张力, 能促进C2S对Ca O的吸收, 有利于煅烧;另一方面, 由于Mg O含量较高的熟料其煅烧温度比正常温度低, 热动力不足, 固相反应较为缓慢, 从而又不利于f Ca O的吸收和晶体发育。据文献介绍, 特别是当Mg O与生料中的硫碱等组分结合后, 可使系统的最低共熔点温度降至1250~1280℃, Mg O含量较高时, 生料易烧性好, 但烧结范围变窄, 操作不当很容易出现结圈、熟料中f Ca O过高等现象[17]。
2.2 Mg O对液相量及结粒的影响
熟料液相量太少不易结粒, 太多易结成致密的大块熟料。Mg O对液相量有较大的影响, 与Fe2O3的系数接近。据相关资料介绍, Mg O在煅烧中与硫碱等组分组合, 最低共熔点为l250~l280℃, 比C3S-C2S-C2A-C4AF系统的最低共熔点1338℃低70℃左右。可见, Mg O在熟料煅烧中可起助熔作用, 并能降低液相粘度[17]。
1400℃时液相量为:
液相量在25%~28%时, 对结粒最有利。此外, Mg、Al等元素的表面张力值较高, 有利于结粒。
液相粘度值减少, 有利于Ca O和C2S在液相内扩散生成C3S, 也易结粒, 液相粘度随温度上升下降。R2O含量增加, 粘度值增加较大, 不利于结粒;SO3含量增加, 粘度值降低, 但SO3的粘度值较R2O低得多, 因此SO3存在时结粒有所改善;若R2O、SO3均存在时, Mg O含量增加, 液相粘度值大大降低, 有利于结粒[16]。
2.3 Mg O对熟料安定性的影响
在硅酸盐水泥熟料中, Mg O的固熔体总量可达2%, 多余的Mg O结晶出来呈游离状方镁石, 会产生有害作用。
方镁石结晶大小随冷却速度不同而变化, 快冷时结晶细小, 方镁石水化缓慢, 要几个月甚至几年才明显起来, 水化生成Mg (OH) 2时, 体积膨胀148%, 导致安定性不良。方镁石膨胀的严重程度与其含量、晶体尺寸等都有关系, 方镁石晶体<1μm且含量为5%时, 只引起轻微膨胀, 方镁石晶体为5~7μm且含量为3%时, 会引起严重膨胀[16]。
2.4 Mg O对熟料强度的影响
Mg O存在于熟料内, 会影响Ca O的数量, 因而Mg O在一定程度上影响熟料的强度。大部分研究表明, 石灰石中Mg O含量对熟料强度有一定影响, 总的趋势是石灰石中Mg O含量越高, 则熟料强度越低。一般生料中由于氧化镁含量高, 造成煅烧温度降低, 物料的最低共熔点降低, 同时液相的性质发生变化, 液相量增加, 在煅烧上只能减少喂煤量, 这样会造成煅烧温度降低, 热动力不足, 熟料中的C3S形成相对困难, 熟料的强度会受到影响[18]。
在水泥熟料生产中, 氧化镁煅烧后固溶在玻璃相中, 资料研究表明大约固溶量在2.0%左右, 它受冷却条件的影响很大, 在煅烧高镁料时, 一定确保熟料的冷却, 使更多的熟料中的氧化镁以细小晶体或者玻璃体的形式存在, 同时应尽量提高石灰饱和系数KH和硅酸率SM值, 相应提高C3S和C2S的含量, 以提高熟料强度, 把氧化镁的影响降至最低[16]。
也有研究表明, 氧化镁含量高, 但如果窑内热工制度稳定, 则对熟料的强度影响不大。
根据西安建筑科技大学冯云的研究结果[17], 熟料中ω (Mg O) 在2.1%~2.7%范围内变化时, 比ω (Mg O) 在1.79%~1.9%范围内变化时的熟料抗压强度3d平均值增加7.2MPa, 28d平均值增加3.2MPa, 增进率分别为27.6%和6.3%;当熟料中ω (Mg O) >3.8%时, 熟料质量明显不合格。根据曲靖昆钢嘉华水泥建材有限责任公司的统计结果[19], 熟料三率值不变的情况下, 熟料强度与Mg O含量呈反比。当Mg O含量>1.5%时强度开始呈现下降趋势, 当含量>2%时, 熟料强度下降较为明显, 约1~2MPa。
根据新绛威顿水泥有限责任公司的数据统计[20], 熟料中的Mg O含量增高并没有造成其强度的下降。当化学分析中熟料Mg O含量高达7.82%时, 在沸煮箱内沸煮3次测定安定性仍合格, 雷氏夹指针间距与正常熟料一样, 并且没有出现强度倒缩现象。
根据湖南韶峰水泥集团的数据统计[21], 硅酸盐熟料中Mg O含量在2%以下较合理;在2%~2.6%时, 熟料强度呈无规律波动;而在3%左右时, 熟料强度大多呈下降趋。
综上所述, 熟料中的Mg O的含量对熟料强度的影响比较复杂, 大部分研究表明, 石灰石中Mg O含量对熟料强度有一定影响, 总的趋势是石灰石中Mg O含量越高, 则熟料强度越低。当熟料中Mg O含量>1.5%时, 就应适当提高其KH、SM值, 对铁相也应作相应减少, 这样才能有效保证硅酸盐矿物含量不变。另外, 为防止方镁石晶体长大, 应加快熟料冷却速度, 保证其热工制度的稳定性, 可减少其对质量的影响。对于高镁熟料, 在进行水泥粉磨时, 应尽可能将其表面研磨至350m2/kg以上, 这样可加快其水化速度, 改善水泥安定性[16]。
熟料性能 篇2
今年以来，熟料部在公司的正确领导下、在各职能部室及兄弟单位的支持与配合下，团结和带领全体干部职工，克服困难，团结一心、真抓实干、较好的完成了公司年初下达的各项任务目标。取得了一定的成绩，积累了较多的经验。同时工作中也存在着许多的不足之处，吸取了许多的教训。现将本的工作简要总结如下：：
一、2014年生产指标完成情况
截至11月底，共生产熟料2684827吨，余热发电量81804200KW/h，石破全年平均台时较去年提高15吨，、一二线生料磨全年平均台时较去年提高5吨，三线生料磨全年平均台时较去年提高11吨，吨熟料综合电耗较去年降低6度，吨熟料实物煤耗较去年降低4公斤，外委维修费用全年共节约166万元，自行组织人员修旧各类配件设备价值63万元
二、创新管理工作开展情况
自1月13日机构调整之后，熟料部在人员上有较大变动，原有的生料磨岗位、调配库岗位划分入原料工段，煤取岗位划分到一工段，煤磨、生料磨中控操作员由原来的24人减至12人，熟料部现场班长通过竞聘上岗由原来的42人减为25人。为切实抓好各工段人员及管理工作，确保现场安全生产，熟料部研究制定出了一套行之有效的管理办法，从年初至今共出台熟料部内部各项考核及管理制度23项。
在人员的管理上，熟料部始终坚持“用制度约束人，用政策激励人，用行动带领人，用语言感化人”的人性化创新管理思路，取得了良好的效果。
1、班子成员明确分工，熟料部部长主抓全面生产工作，副部长兼书记主抓设备管理及党建、员工思想稳定工作。工段长负责抓好各工段的安全生产工作，工程师负责抓好各段工艺、产量、质量问题。班组长负责抓好所在班组的安全
文明生产工作及班组管理。
2、班组及维修工实行设备包机划分，现场设备包机到班组及个人，一包到底，实行责任追究制；包机人需保证设备的巡检、维护保养润滑工作，及时处理跑冒滴漏现象，及时上报设备存在的问题，所包机范围的月度配件计划；对排查维护不力、影响正常使用的将给予处罚。
3、制定工段员工、班组考核细则，按岗位编制考核细则，根据文明生产、劳动制度、设备巡检维护、临停与事故、安全生产、节能降耗等编制量化考核标准，以加减分形式考核执行。
4、强化考核，依据公司下达《熟料部2014年经营目标责任书》，制定《熟料部各项考核指标分解细则》，在安全生产、产量、质量合格率、台时、材料消耗、电耗、煤耗、修旧利废等方面进行细化量化考核，评出优秀工段。每个工段又评出优秀班组、优秀班组长、先进个人等。通过此举，有效提高了员工工作积极性，进一步促进各项工作的开展。
5、合理调配人员，今年以来，工段产病假、及辞职人员较多，造成现场岗位缺员严重，针对此现象，熟料部一方面将裁减下来的班长安排到现场岗位，充实班组力量，另一方面强化班组长电气焊操作技能，组织班组长学习电气焊操作，便于日常维护，并逐步推行全员钳工化工作。
三、安全生产工作
1、组织员工学习了公司下发安全文件精神，机电管理文件等，要求值班人员班前会上强调安全注意事项，认真做好值班记录，认真排查“十种不放心人员”，通过“每日一题”、“每周一课”、“每月一考”、事故案例学习等形式，从基础上加强员工对各项规章制度和操作技能的学习，努力消除人的不安全行为。
2、每月定期组织全员培训，按岗位对岗位职责说明、安全操作规程、岗位巡检标准、危险源辨识及评价表等进行下发，保证人手一份，月底出试卷闭卷考试，把成绩与月度考核挂钩，奖优罚劣。
3、贯彻落实隐患排查闭合管理，熟料部每周组织工段互查1次，不定期安排安监员专项检查，形成纪要下发各工段，要求各工段按时整改，部内对复查时整改不到位的工段负责人给予开罚款单，上交财务。此外，针对公司组织的综合性检查和安全、机电、文明生产的专项检查及中联互查等，部内都严格按照要求组织人员进行整改。
4、积极响应公司各项安全活动的总体部署，持续开展“打响一季度”、“安全生产月”、“会战五月”、“决战四季度”等活动，书写安全决心书、安全承诺书等。
5、认真组织全体员工特别是管理人员学习安全标准化知识，为公司创建安全标准化工作做准备，并在各工段推行岗位试点，此项工作已取得了初步成效。
四、成本管理
为了有效降低生产成本，把班组作为成本核算的基础单位，每个班进行成本核算。每个班在交班时提取上一个班的熟料产量、成本消耗数据（原煤、电费、领用材料）核算出各类消耗指标明细账，计算出本班生产直接成本。每月（周）（旬）对生产情况及各类材料消耗对比上月（周）（旬）同期指标，召开分析会，用数据说话，查找不足原因，确定下一步工作方向。
五、技术创新
修旧利废节约明显，技术改造创新成效显著
1、本共自修现场更换下来的各类配件16台（三线液压挡轮、二线喷煤管、三线预热器膨胀节、三线生料磨三道锁风阀、二线窑头冷风套、三线煤磨磨辊等），为公司节约维修费用63万元。
2、自行组织人员对（二线头尾煤称、一二线增湿塔连接管道、一二线均化库底充板流量计、一线石灰石皮带秤、一线粘土称、鄂破动鄂、三线液压挡轮等）22台设备进行安装更换，为公司节约外委维修费用90万元。
3、自行组织人员对现场影响生产、危及安全、增加成本的不合理设备进行
改造，13项处（三线煤磨稀油站改造、三线窑尾煤粉管道改造、一二三线调配库下砂岩、页岩、铁尾渣下料口改造、三线煤磨袋收尘改造、一线一次风机改造、硫化皮带接头17个）为公司节约外委改造费用76万元
六、工作中存在的问题和不足
1、抓安全的力度不够，特别对“十种不放心人”的排查还不够细，对“三违”人员的处罚太轻，安全制度还不够完善。
2、管理人员工作中还有懒散思想，对现场巡查不勤、不细，特别是中、夜班对重点设备和高空点巡查次数较少，对设备隐患的判断还不够准确，工作作风还不够扎实，吃苦耐劳的精神还不够，管理力度还需加强。
3、对一些职工的思想教育工作做的还不够细致管理人员和职工之间的谈心、交流还较少。
4、现场一些设备还存在一定的隐患没有消除。
5、工段的跑冒滴漏、设备卫生，文明生产抓的还不彻底。
七、明年的打算
回顾近一年来的工作，虽取得了一些成绩，但也存在很多不足之处，离公司的要求还有一定的距离。新的一年即将来临，明年的工作任务依然十分繁重。随着设备的不断老化，加之冬季冰雪天气已经来临，很多可以预料和难以预料的因素在不断增加，还会给今后的工作带来一定的困难。明年不能有任何的怠慢和放松思想，时刻绷紧安全弦，设备弦，生产弦，强化管理，扎实工作，为圆满完成各项任务目标而努力，为公司今后的发展多做贡献，为此从以下几方面做好工作：
1、进一步完善安全规章制度，抓好各类培训，不断提高职工的安全意识，狠抓安全，严抓“三违”杜绝各类事故的发生。将安全标准化工作列为本的重点工作之一，确保全体员工掌握安全标准知识，上标准岗、干标准活，为公司尽快达到安全标准化一级水平而努力。
2、进一步加大管理力度，以创新为灵魂，突出安全生产，突出开源节流，理顺工作流程，降低生产成本，达到提质提效的目的，形成“比、学、赶、帮、超”的浓厚氛围和应对危机的长效机制，使企业的发展战略，管理思想和管理目标在班组中落实，企业效益通过班组来实现，安全生产由班组来保证，企业文化靠班组来建设，不断提高班组工作水平和班组长的管理水平。重点抓好基础工作，特别是岗位的点检、巡检、设备预检修、中修、大修工作。
3、认真抓好节能降耗和技术改造工作。明年熟料部重点将在影响煤耗、电耗、台时、主机设备故障、材料领用控制等方面加强管理，严格考核。
4、熟料部将充实维修队伍，进一步加大修旧利废力度，对更换下来的配件及时维修，减少外修。
熟料部
不同助磨剂对水泥熟料性能的影响 篇3
为考察不同品种的助磨剂对水泥综合性能的影响,通过对掺入助磨剂以后的水泥样品进行3 d、28 d抗压、抗折强度等试验来检测水泥的物理性能,并通过扫描电镜检测评价助磨剂对水泥水化效果的影响。
1 原材料与试验设计
1.1 原材料性能
1)水泥熟料
试验用水泥熟料的化学成分见表1。
2)标准砂
采用的厦门艾思欧标准砂有限公司生产的标准砂,视密度为2.639 g/cm3,标准砂颗粒筛分结果见表2。
3)助磨剂
试验采用4种助磨剂,1号为乙二醇,2号为糖蜜,3号为三异丙醇胺,4号为三乙醇胺。下文中出现的助磨剂编号分别对应上述助磨剂,其中0号为不掺任何助磨剂的空白样。试验中各助磨剂按内掺法掺加,掺量均为500 g/t。
1.2 试验设计
1)水泥试样的混合与制备 采用QM-500型球磨机进行水泥熟料与助磨剂的掺配粉磨,每组试样15 kg,按内掺法计算好各种材料的掺配质量,先用人工将水泥熟料与助磨剂初步混合拌和,大致翻拌均匀后转入球磨机中进行二次精磨,精磨时间为60 min。磨制完毕的样品用防水防潮的牛皮纸袋封装保存备用。
2)水泥试件的制备与力学性能测试按照水泥胶砂试块的抗折强度和抗压强度试验规程,采用磨制完成的水泥料分别进行其抗压、抗折标准试件的制备,水泥胶砂成型所用的模具为40 mm×40 mm×160 mm三联试模,净浆试块成型所用模具为20 mm×20 mm×20 mm六联条形模。胶砂试块和净浆试块成型后进行标准养护,然后测定3 d和28 d强度。每次拌合胶砂的材料量见表3(水泥、标准砂、水的质量比为2∶3∶1),净浆试块成型时的用水量为水泥标准稠度用水量。
3)微观测试 取出用无水乙醇中止水化的水泥浆体断裂碎块,在40 ℃下干燥至恒重,然后用JSM-5610LV型扫描电镜观察水化产物。
2 试验结果与讨论
2.1 力学性能测试
1)水泥抗折试验
采用DKZ-5000型电动抗折试验机分别对5组试件进行3 d和28 d抗折强度试验,具体试验结果见图1。
从图1可以看出对于水泥砂浆的3 d抗折强度而言,所有加入助磨剂的试样抗折强度与标准样相比相差不大,但略有上升。其中1号和4号样的抗折强度高于标准样,分别为0.33 MPa和0.38 MPa,增幅在9.5%左右,这主要是因为这两种助磨剂的助磨效果相对而言明显一些,使0～30 μm颗粒的含量增加,从而起到了增强的作用。相对而言,2、3号助磨剂的掺入均对水泥的3 d抗折强度影响最为不明显。
对于水泥砂浆的28 d抗折强度而言,所有试样与标准样相比都相差不大,其中4号试样的增长值最大,28 d抗折强度高出标准样0.4 MPa,增强比例为5.5%,再次说明4号样品的助磨效果很好,增加了细颗粒的数量。增长值最小的为2号样,比标准样高0.24 MPa,增强比例为0.76%。
2)水泥抗压试验
采用TYE-300电脑全自动水泥压力机分别对5组试件进行3 d和28 d抗压强度试验,具体试验结果见图2。
从图2可以看出对于水泥砂浆的3 d抗压强度而言,所有加入助磨剂的试样抗压强度与标准样相比均有不同程度的上升,其中4号样的3 d抗压强度高于标准样幅度最大,高出数值为2.87 MPa,增强比例在16.3%左右,这主要是因为4号助磨剂的助磨效果好,进一步增加了0～30 μm的颗粒含量,从而起到了增强的作用。2号影响最小,增强强度值0.48 MPa,仅占标准样抗压强度的2.7%。相对而言,1、3号助磨剂的掺入均对水泥的3 d抗压强度影响不是很明显。
对于水泥砂浆的28 d抗压强度而言,所有试样与标准样相比强度都有增大,其中4号试样的28 d抗压强度相对于标准样增强效果最为明显,高出3.05 MPa,增强比例为8.8%,增强效果最差的为3号样,比标准样高0.29 MPa,增强比例为0.8%。1号和2号助磨剂对水泥的28 d抗压强度影响情况不明显,即这4种助磨剂对水泥砂浆28 d抗压强度的影响在0.8%～8.8%之间。
2.2 水泥水化产物SEM显微照片
针对前期的所有试验基本可以肯定在所有助磨剂当中,4号助磨剂对水泥综合性能的不利影响是最小的,还提高了水泥的抗折和抗压强度,综合考虑,特取4号试样拍摄SEM显微照片,以观察其水化产物,来确定其微观结构是否可以投入生产运用。
图3为4号水泥样品的净浆3 d水化产物SEM照片。从图3中可以清楚的看到板状的C-S-H凝胶相数量较多,结晶完整,晶体结构致密,凝胶相中空隙少,另外可以看到水化产物连结紧密,周围的相由化学键和物理作用力结实的结合成为一个整体,水泥硬化浆体中各晶体发育完整,晶粒粗大,整个结构致密,空隙少。
图4为自配水泥空白样的净浆3 d水化产物SEM照片。从图4中可以看出,标准样净浆试块的水化产物中空隙较多,结晶致密度不如加入了助磨剂后的水泥。
以上的分析说明,掺入4号助磨剂后的水泥水化产物发育良好,水化产物的排布结构致密,水泥水化产物和混合料的结合紧密,这些都会带来水泥的高强度,这与前面有关的水泥强度高的结论是一致的。
3 结果与讨论
a.助磨剂对水泥强度影响不同,4种助磨剂对水泥各龄期抗折、抗压强度都有一定程度提高,其中三乙醇胺助磨剂对水泥强度产生有利影响最为明显。
b.三乙醇胺助磨剂的加入有利于水泥的水化,使其结构更加紧密,缝隙减少。
摘要：该文分析了乙二醇、糖蜜、三异丙醇胺、三乙醇胺四种助磨剂对水泥熟料抗折、抗压性能的影响。SEM电镜分析结果表明,采用三乙醇胺助磨剂的水泥水化产物发育良好,水化产物的排布结构致密,水泥水化产物和集料的结合紧密。
关键词：助磨剂,水泥,力学性能,水化物
参考文献
[1]高建荣.水泥助磨剂疑惑解析[J].水泥,1997(6):12-14.
[2]卢迪芬,曾维平,魏诗榴.水泥工业中助磨剂的开发与应用[J].水泥,1900(5):29-31.
南方水泥熟料市场调研报告 篇4
调研时间：2008年6月11日至2008年6月14日
调研企业：南通海安交通水泥厂、盐城东台磊达公司、淮安市水泥厂、盱眙盱兰建材有限公司、泗洪山城建材有限公司、宿迁新三水水泥公司
调研人员：颜景诚、霍永涛、刘春栋、张黎明
调研目的：走访客户、征求意见。全面了解水泥熟料市场状况，综合分析南北方下一步市场走向，为雨季销售和三线投产打下良好基础。上述走访用户为区域水泥代表企业，有的已正常开展业务，有的为下一步业务发展对象。此行加强了与上述企业的联系和沟通，并电话联系了周边企业，详细了解了当地水泥、熟料、煤炭现行价格及走势，现汇报如下：
一、上周在短短3天内，漂阳金峰、汉生、安徽巢湖、铜陵熟料价格由285元/吨—295元/吨上调至310元/吨—320元/吨，水泥价格32.5由285元/吨—295元/吨上调至300元/吨—310元/吨，42.5水泥由310元/吨—320元/吨上调至350元/吨—360元/吨。
二、北方熟料价格的超前提升首次影响南方熟料价格迅速上调，并有继续上调趋势。
三、由于熟料价格的不断提升，已有效带动水泥价格的强力上调。目前，以宿迁、淮安以南水泥价格已趋于合理，并均处于较好盈利状态，而枣庄、徐州、皖北、河南水泥价格仍较低，特别是32.5水泥企业，销售价在270元/吨以下，处于微利和亏损状态。
四、东台磊达水泥公司采购无烟煤5800大卡价格950元左右。
五、农忙近期结束后，如天气尚好，将会继续维持和提升水泥熟料价格高位运行。
六、当前销售工作重点：
1、加强市场调研，密切关注市场变化和动向分析。
2、密切关注天气变化。天气是影响当前和今后一段时间的重要因素，我们将随时调整用户发货和预售准备。
熟料性能 篇5
采用高镁石灰石等原材料烧成中热水泥或通用水泥熟料,带入的MgO量比通常的熟料高。MgO含量大于3.5%可视为高镁熟料,是基于烧成中MgO固溶于熟料矿物中约1.5%~2.0%[1];若熟料中MgO含量为3.5%~5.0%,扣除固溶部分,带入水泥中方镁石约1.5%~3.5%,相当于2%~4%MgO膨胀剂的作用(有的大体积混凝土氧化镁膨胀剂掺量约3%)。
在水工大体积混凝土方面,可利用熟料中适量的MgO水化产生相应的膨胀,以补偿混凝土收缩,抵抗温度应力作用产生的裂缝。如三峡、小湾等大坝工程混凝土要求中热水泥中MgO含量在3.5%~5.0%。
20世纪90年代末,我国水工用的中热水泥,开始采用新型干法窑生产,熟料硅酸率提高,熔剂矿物减少,MgO含量增加。由于生产方式的改变,使熟料组成、方镁石含量和物理性能有所变化,本文对此进行了研究。
1 高镁熟料的配料和组成
高镁熟料取自5家新型干法窑和2家湿法窑,其化学成分和率值见表1。控制熟料中MgO含量小于6.0%,同时合理确定熔剂矿物含量,并设计需要的铝氧率,使熟料中MgO能更多固溶于矿物中,以减少方镁石含量,改善安定性。
在利用高镁石灰石生产熟料时,由于MgO的参与,熟料的硅酸盐矿物与熔剂矿物含量及其组成发生变化,干法窑生产较湿法窑熟料硅酸率高,熔剂矿物少,熟料升重低。
2 高镁熟料的矿物及MgO含量分析
2.1 矿物分析
物料中带入一定量的MgO,在烧成时起助熔作用,影响液相性能,高温煅烧溶解并有助于铝、铁固溶于矿物中,冷却时形成部分玻璃体。采用XRD定量分析2号湿法窑熟料,其C3S含量为57%,按Bugue公式计算C3S含量为54%,说明铝、铁、镁固溶物增多,形成C54S16(A、F)M矿物(X射线衍射特征峰d值为2.78!、2.61!),引起C3S含量增加;XRD分析熟料中C3A矿物含量比按Bugue公式计算的减少1.5%,C4AF少2%,这可能是因为铝、铁、镁固溶并且形成部分玻璃体;MgO含量5.65%的6号干法窑熟料中,C3S、C3A和C4AF含量的XRD分析和Bugue公式计算两者差值小,这可能与C4AF少及生产方式有关。
熟料的SEM分析见图1~图4。图1中熟料的C3S晶体尺寸约10~30μm,发育良好;图2中MgO固溶于矿物中并被形成的中间相所包围,使C2S晶体轮廓不清晰;图3和图4中MgO、硫和碱固溶于熟料矿物中,各被测点中MgO的含量不同,其中C4AF相中固溶的MgO含量高达4%。
采用EDXA分析1号样和6号样中Al2O3、Fe2O3、Mg O以及SO3、K2O在熟料的阿利特、贝利特和中间相中固溶及分布范围,见表2。
%
在阿利特和贝利特中MgO的固溶量较中间相中少,且铁铝酸盐相中最多。MgO、Al2O3、Fe2O3固溶于硅酸盐矿物中,改变了矿物的组成;由于MgO对液相的作用,可能使Al2O3、Fe2O3固溶量增加,改变硅酸盐矿物组成的程度要比低MgO熟料大。按前文分析,MgO在矿物中固溶,可大致说明其固溶的数量也只有2%左右,这可能是由于控制熟料率值,MgO的固溶量受限,与资料[1]中MgO固溶于熟料矿物中1.5%~2.0%相当。游离的MgO以细小晶体被熟料矿物所包裹,但在X射线衍射特征峰d值2.108!、1.488!可证明方镁石的存在。
2.2 MgO含量分析
熟料的MgO含量、矿物组成及物理性能见表3。由表3可见,熟料中MgO含量为6.25%时,岩相分析方镁石含量4.2%,固溶于熟料矿物的MgO约2.0%。熟料中MgO含量5.5%~7.4%,固溶于熟料矿物的MgO含量与C4AF含量有关[2],按Bugue公式计算C4AF为15%左右时,方镁石含量占熟料中Mg O含量的70%以上;当C4AF含量大于21%时,方镁石含量占熟料中MgO的50%左右;新型干法窑煅烧时液相量少,相应C4AF含量少,熟料中MgO含量与方镁石含量的比例是否也与C4AF含量有同样的规律,还需更多的试验研究。
熟料中的MgO含量为4.68%、5.65%和6.25%时,出现压蒸安定性不合格,见表3。有关研究中MgO含量4.3%时熟料压蒸安定性不合格[3],而控制熟料中C4AF含量15%以上时,MgO含量7.0%~7.4%压蒸安定性合格[2],说明MgO对压蒸安定性影响与熟料组成、生产方式和工艺等因素有关。
3 高镁熟料的物理性能
3.1 强度
中热水泥熟料中MgO含量为3.5%~5.0%,在生产工艺合理控制下,中热水泥满足标准对强度的要求,仍有较多富余强度。但在通用水泥熟料生产中,为了使熟料有更高的强度,以便多掺混合材或生产高强度水泥,当熟料中MgO含量高时可能会影响强度,因为MgO固溶于熟料矿物中改变了矿物组成,有可能降低矿物活性。但是在合适的熟料率值和控制下,即使MgO含量高,也可能达到较高的强度,见表3。
3.2 膨胀性能
水泥水化热引起混凝土温升,在蓄热和环境降温过程中混凝土产生温度应力作用时,希望利用方镁石作膨胀源,控制熟料中有一定的方镁石含量,使混凝土产生膨胀,以补偿收缩,防止产生裂缝。目前,在有要求时,生产中热水泥熟料时控制MgO含量为3.5%~5.0%,但在控制MgO的形态和方镁石含量方面没有更成熟的经验,仍以化学分析方法控制熟料或水泥中MgO的含量;为了防止方镁石的危害,在MgO含量大于5.0%,不超过6.0%时采用压蒸膨胀方法检验。对于MgO含量为4.68%,即小于5.0%时,熟料压蒸安定性不合格,但水泥净浆水中自由膨胀率也不大,见表4,这一现象可解释为过烧MgO水化缓慢。对于MgO含量低于5%的水泥压蒸安定性问题,从其含量考虑,不会造成危害,但仍应总结长期的水泥净浆水中自由膨胀率与压蒸膨胀之间的关系。
熟料中方镁石颗粒尺寸[2,3]为3~12μm,平均5μm左右,比烧制的MgO膨胀剂中的方镁石晶体尺寸小得多,由于烧成温度高,过烧方镁石水化缓慢,尽管晶体尺寸细小,过多的方镁石也可能造成后期的危害。熟料中MgO含量为5.08%、4.68%和1.70%的水泥和低热微膨胀水泥净浆海水中自由膨胀率测定结果见表4。
%
注:试验配制的海水溶液(相当于2倍浓度海水):NaCl 60g/L,MgSO44.8g/L,MgCl25.6g/L,CaSO42.4g/L,KHCO30.4g/L。
高镁熟料的水泥早期膨胀率很小,随时间延长膨胀率增大,90d后比低镁熟料水泥的膨胀率明显增大,10年的膨胀率为0.216%。MgO含量为4.68%的水泥膨胀率28d至3年比MgO含量为5.08%的水泥的膨胀率大;与低热微膨胀水泥相比90d后的膨胀率增大,低热微膨胀水泥90d后的膨胀率增加很小,这是由于MgO膨胀源与钙矾石膨胀源其水化硬化过程中膨胀能释放期的不同,MgO起到延迟膨胀作用。在侵蚀介质中浸泡,侵蚀物质与水泥水化产物作用产生更大的膨胀,可加快膨胀能的释放,从不同MgO含量的水泥膨胀结果看膨胀性能与MgO含量高低没有直接关系。
4 结论
1)高镁原料配料时,可采用适当的率值,改善高镁熟料矿物组成和活性,可提高熟料的强度。
2)高镁熟料的水泥早期膨胀率很小,随时间延长膨胀率增大,90d后膨胀率才明显增长。熟料中MgO含量4%~5%的水泥,从初始至3年、10年时的膨胀率比低热微膨胀水泥小,但从90d至3年、10年时的膨胀率增长比低热微膨胀水泥大,属延迟型膨胀作用,有利于补偿大体积混凝土后期收缩,抵抗温度应力作用。
参考文献
[1]F.M.李.水泥和混凝土化学(第三版)[M],唐明述,杨南如,胡道和,等译.北京:中国建材出版社,1980.
[2]朱大龙.工业生产含氧化镁硅酸盐水泥熟料的几个问题.水泥与混凝土研究论文选(下册)[C].1984,(10):1858-1870.
石灰石与水泥熟料细磨性能研究 篇6
关键词：石灰石,水泥熟料,粒度,强度,凝结时间
水泥企业节能是当前普遍关注的问题。随着水泥高细粉磨技术的发展, 在水泥粉磨过程中掺加少量石灰石细粉 (或活性混合料) 生产微集料水泥是达到这一目的的有效途径之一, 具有节能、增产、降低成本的作用, 已在水泥应用领域得到广泛的应用。本文研究了在水泥粉磨过程中掺加石灰石作水泥混合材, 以此提高水泥的强度和增加混合材掺量, 从而达到提高水泥性能、降低生产成本的目的, 为企业和社会带来显著效益。并探讨了石灰石水泥颗粒级配对其性能的影响及石灰石与熟料混合粉磨过程中的助磨性问题。
(一) 试验原料及方法
1. 试验原料
实验选用水泥熟料来源于南宁某水泥厂, 石膏选用某水泥厂天然石膏, 熟料及石灰石的化学成分见表1, 熟料的率值及矿物组成见表2, 石灰石的化学成分见表3。
2. 试验方法
经过预处理的熟料, 首先在Φ305×305mm的球磨机内粗磨至0.08mm筛筛余在8%~10%之间, 掺加10%、20%和30%的石灰石后, 继续在行星磨上分别粉磨15min、30min、45min和60min。
对粉磨后试样按照GB8074-87测定其比表面积;采用NSKC-I型光透式粒度分析仪进行粒度分布测试, 无水乙醇为分散剂。
(二) 试验结果与分析
1. 石灰石与水泥熟料细粉磨后粉体粒度分析
水泥熟料与石灰石混磨后颗粒粒度分布的测定结果列于表4中。
注:L11, L12, L13, L14分别代表熟料掺加10%石灰石, 粉磨15min, 30min, 45min, 60min;其它依次类推。
由表4可知, 随粉磨时间的延长, 粉体颗粒逐渐减小, 比表面积增大。并且随石灰石掺量的增加, 相同粉磨时间各粉磨产物的特征粒径逐渐越小, 比表面积增大。因此, 石灰石的加入对混合粉磨过程有一定促进作用, 使混合物的易磨性好于单一熟料, 可提高粉磨效率。另外通过比较还可发现, 石灰石掺量高的混合产物的粒径分布较宽。
与单一熟料粉磨时相比, 石灰石的加入有助于粉磨产物比表面积的增加。混合粉磨过程中各物料之间存在相互作用, 一种组分可能对另一组分的粉碎起促进或阻碍作用 (由混合比例及粒径决定) , 从而导致混合粉磨过程中出现选择性粉磨现象。选择性粉磨的发生要求各组分粉磨特性存在一定差异。胡曙光、吴建其等通过试验证明, 粉磨前粒度分布相同的石灰石和水泥熟料经共同粉磨后, 发生选择性粉磨现象, 易磨性较差、均匀性较好的熟料对石灰石有一定促磨作用, 而易磨性好、易团聚的石灰石对熟料却有一定阻磨作用。石灰石对粉磨过程的促进及粉磨产物比表面积的提高, 主要归功于熟料助磨产生大量细粉石灰石。相反, 这种相互作用对熟料粉磨却有一定阻碍作用, 导致熟料颗粒较大, 大部分集中于粗颗粒范围。混合细磨过程中, 随石灰石掺量增加, 一方面可产生更多石灰石细粉, 使比表面积增加, 另一方面, 可使石灰石对熟料的阻磨作用增大, 产生较多的大颗粒熟料。混合粉磨过程中的选择性粉磨, 各组分颗粒级配间相互制约, 使水泥性能受到影响。
2. 细磨对石灰石水泥性能影响
(1) 对标准稠度用水量和凝结时间的影响
由表5可知, 随着石灰石掺量的增加, 水泥标准稠度用水量逐渐降低, 石灰石细粉颗粒表面光滑, 水分在其表面附着力较小, 因此石灰石在水泥中起一定的物理减水作用。实验表明。石灰石掺量较高时水泥凝结时间都是正常的, 这是由于水泥凝结时间主要受熟料细粉含量的影响, 当水泥中加入石灰石作混合材时, 由于石灰石比熟料易磨, 所以水泥中熟料细粉的相对含量会降低。石灰石掺量低时, 熟料细粉的相对含量会显著降低, 因此凝结时间有明显增加的趋势。随石灰石掺量进一步增加, 熟料细粉相对含量虽会降低, 但由于石灰石混合材可加速水化, 其水化效应随石灰石掺量和细度增加而提高, 二者共同作用使凝结时间基本不再变化。
(2) 对石灰石水泥的强度影响
由表5可知, 同细度的石灰石, 其掺量越高, 石灰石水泥的强度越低;相同的掺量, 随粉磨时间的延长, 石灰石水泥粉体粒度越小, 其强度越高, 尤其是掺量为10%的石灰石水泥, 经过高能球磨后, 早期强度显著增加。随着掺量的继续增加, 强度则逐渐降低。石灰石与熟料共同细磨对水泥强度的影响主要有两方面因素。一方面, 石灰石在水化浆体中参与反应, 生成早强型矿物碳铝酸钙, 促进强度发展;石灰石细粉在水泥水化过程中起“晶核”作用, 促进C3S水化, 导致水泥浆体致密化使强度增加, 此种惰性或低活性的微细集料对水泥浆体强度的贡献, 赶上甚至超过部分火山灰性的活性混合材。另一方面, 石灰石水化活性有限, 随其掺量增加, 熟料相对含量减少, 且其对熟料的阻磨作用越大, 使后期强度有一定的影响。因此, 石灰石作水泥混合材需有一最佳掺量。
Shusson等研究了不同掺量石灰石对水泥强度的影响, 发现石灰石可明显提高水泥早期强度, 对后期强度与掺量有关。章春梅等人发现石灰石最佳掺量大约10%, 相应3d和28d的强度提高46%和26%, 当掺量大于25%时, 水泥强度将明显下降。
(三) 结论
1. 相同粉磨时间时, 随着石灰石掺量的增加, 各粉磨产物的特征粒径减小, 比表面积增大。
且石灰石掺量高的混合产物的粒径分布较宽。
2. 石灰石与熟料混磨过程中发生选择性粉磨现象。
熟料促进石灰石的粉磨, 石灰石则对熟料粉磨有一定阻碍作用。
3. 粉磨后产生大量石灰石细粉, 影响水泥强度的发展。
随粉磨时间延长, 水泥标准稠度用水量逐渐降低。粒径相同的石灰石, 其掺量越高, 水泥强度越低;相同的掺量, 随粉磨时间的延长, 石灰石水泥粉体粒度越小, 水泥的强度越高, 尤其是掺量为10%的石灰石水泥, 经过细磨后, 早期强度显著增加。
参考文献
[1]杨建森, 张祖绵.石灰石硅酸盐水泥性能及其水化研究[J].水泥, 1996, (10) :10-14.
[2]胡曙光, 李悦, 陈卫军等.石灰石混合材掺量对水泥性能的影响[J].水泥工程, 1996, (2) :22-24.
[3]Mustafa Sahmaran, Heru Ari Christianto, ?smail?zgür Yaman.The effect of chemical admixtures and mineral additives on the properties of self-compacting mortars[J].Cement and concrete Composites, 2006, 28 (5) :432-440.
[4]吴建其, 卢迪芬.石灰石与水泥熟料混合粉磨特性研究[J].华南理工大学学报 (自然科学版) , 1999, 27 (12) :57-61.
熟料性能 篇7
1 试验
1.1 原材料与熟料组成
试验所用原材料为石灰石、黏土、粉煤灰、石膏、无烟煤和分析纯CaF2,化学成分见表1,熟料的矿物组成见表2。
%
1.2 生料配制
按表2所示化学组成将各原料配合(各生料试样中均外加0.30%CaF2),将试样分为A、B两组,其中B组再外加4%的优质无烟煤,以使料饼中产生还原气氛。将配合料在试验球磨机中磨细,细度控制在80μm方孔筛筛余4%～6%,制得生料。将生料加水13%拌合均匀,用台式压片机于15MPa压力下压制成Φ30mm×5mm的料饼,自然晾干,备烧。
1.3 熟料煅烧
将A、B组生料饼均分为4组,其编号、煅烧条件及熟料中f CaO、SO3含量见表3。将各组料饼在硅碳棒电炉中按设定条件煅烧,炉内冷却至1 200℃时出料,空气中冷却,制得熟料。其中A1、A2、B1、B2掺加5%石膏磨细至80μm方孔筛筛余约4%,制得水泥并测其物理力学性能,熟料中f CaO、SO3含量分别采用甘油-乙醇法、硫酸钡质量法测定。
2 物相分析及物理性能
2.1 物相分析
对各烧成条件下的熟料试样做了XRD、SEM分析,其中XRD图谱与SEM照片分别示于图1～图4。
2.2 水化试样结合水量测定
取A1、A2、B1、B2水化3d的试样,根据水化产物的种类分别测定200℃、500℃及1 000℃时的失重量,作为各试样水化结合水量的表征。第一温度段25～200℃,主要测定钙矾石及C-S-H凝胶的形成量;第二温度段200～500℃,主要测定Ca(OH)2的形成量;第三温度段500～1 000℃,主要测定水化硅酸钙的含量;25～1 000℃则为总结合水量。测定结果见图5。
2.3 水泥的物理力学性能
将试样按W/C=0.30成型为2cm×2cm×2cm净浆试体,标准条件养护,分别测定3d、7d和28d抗压强度;凝结时间用Φ4cm×4cm圆柱试模测定,水泥物理力学性能测试结果见表4。
3 结果讨论
3.1 熟料的烧成性能
从熟料烧结的外观看,氧化气氛下烧成的熟料饼呈浅灰色,较为疏松,收缩率小;还原气氛下烧成的熟料饼呈浅黄色,略显致密,收缩率大。由表3所示的fCaO含量可见,氧化气氛下的A组熟料和还原气氛下的B组熟料fCaO含量都较低,且随温度的升高和保温时间的延长而降低。说明烧成气氛对阿利特-硫铝酸盐水泥熟料中fCaO的吸收无明显影响。
3.2 煅烧温度对熟料矿物形成的影响
由图1可以看出:1 300℃下烧成的A-1、A-2熟料中主要矿物C3S(d=3.04,2.19,1.76)和C4A3S(d=3.75,2.65,2.17)的衍射峰明显高于1 350℃下煅烧的A-3、A-4熟料,说明熟料中主要矿物在1 300℃下形成的较好。这是因为通常在1 350℃以上时矿物会发生明显分解,形成C3A(d=2.70,1.90,1.56)等矿物,因此其衍射峰强度降低;C3S矿物形成量的减少可能是由于SO3在C3S矿物晶体中的固溶而影响了其稳定存在。由图2同样可见,1 300℃下烧成的B-1、B-2熟料较1 350℃下的B-3、B-4熟料中C3S、C4A3S矿物的衍射峰高,说明1 300℃下煅烧得到的水泥熟料中主要矿物的形成情况比1 350℃下煅烧的好。由图1、图2还可见,1 350℃下煅烧的熟料d=2.88的衍射峰明显高于1 300℃下煅烧的熟料。这说明高温煅烧的熟料中,由于SO3的固溶,使得部分C2S以高温型的α-C2S(d=2.88,2.76,2.71)存在,这与过去的研究结果相一致[4,5]。由图1、图2同样可见,1 350℃下煅烧的熟料出现了d=2.70的衍射峰,说明熟料中有C3A(d=2.70,1.91,1.56)形成,这与矿物C4A3S在高温下分解形成了较多C3A有关。
3.3 保温时间对熟料矿物形成的影响
由图1可知,1 300℃保温30min的A-1熟料中主要矿物C3S和C4A3S的衍射峰均高于保温60min的A-2熟料;1 350℃保温30min的A-3熟料中主要矿物C3S和C4A3S的衍射峰也都显著高于保温60min的A-4熟料。而且,煅烧温度越高,保温时间的影响越大。这都与SO3在矿物中固溶而造成C3S形成困难,以及由于SO3的固溶及分解逸出而造成参与形成C4A3S矿物的SO3量减少有关。由表3熟料中的SO3含量可以看出,保温时间长,SO3含量低。B组熟料可以得出同样的结论。
3.4 煅烧气氛对熟料矿物形成的影响
由图1、图2可见,氧化气氛下A组试样较还原气氛下的B组试样对应的各主要矿物C3S和C4A3S的衍射峰尖锐,衍射强度高。说明氧化气氛下煅烧有利于熟料矿物形成,还原气氛下则不利于矿物形成。由表4看出,还原气氛下煅烧的熟料中SO3的含量降低,这是因为还原气氛下CaSO4和C4A3S更易分解。另外,由图3、图4可见,1 320℃氧化气氛下煅烧的A2熟料,A矿结晶较完整,矿物颗粒尺寸较大,约40μm,且形成量较多。而在1 320℃还原气氛下煅烧的B2熟料,A矿溶蚀较严重,矿物颗粒尺寸细小,约20μm。说明还原气氛下不利于矿物形成。
3.5 烧成气氛及保温时间对水泥性能的影响
3.5.1 烧成气氛对水泥性能的影响
由表4可知,还原气氛下水泥试样的初凝时间与氧化气氛下的无明显差别,而终凝时间却比氧化气氛下长得多。这主要是因为还原气氛下C3S及C4A3S矿物的形成量明显减少,以及因为C3S矿物的严重溶蚀而影响了水泥水化产物的形成,从而导致终凝时间显著延长。
由表4水泥的抗压强度可知,氧化气氛下水泥试样的早期和后期抗压强度都高于还原气氛下的。这是因为还原气氛下烧成将促进石膏分解,不利于C4A3S形成,而且还原气氛也会加速C4A3S的分解。同时由前述,还原气氛会导致C3S矿物的形成量减少以及因严重溶蚀而降低其水化活性,因此强度降低。由图5对水化结合水量的测试结果也可知,在氧化气氛下烧成熟料制得的水泥A1、A2,其结合水含量要比还原气氛下的B1、B2多,说明氧化气氛下烧成熟料制得的水泥水化程度高,其对应水泥强度高。
3.5.2 保温时间对水泥性能的影响
由表4可知,相同烧成温度和气氛条件下,保温30min的A1、B1试样的终凝时间比保温60min的A2、B2试样稍短。这与前述保温时间对熟料中主要矿物C3S和C4A3S形成状况的分析相一致。
另外,由图5可知,在各相应的温度区间,试样A1比A2、B1比B2的结合水含量多,说明保温30min烧成熟料制得的水泥水化程度高,水化产物形成多,因此强度高。同样由表4知,A1、B1试样的抗压强度高于A2、B2,这与随着保温时间的延长,导致C4A3S矿物发生分解,且C3S矿物形成量亦减少相关。
4 结论
1)适宜的煅烧温度(1 300℃)有利于C3S和C4A3S两种主要矿物的形成,较高温度下(1 350℃以上)煅烧则对主要矿物的形成不利。
2)在相同的煅烧温度和烧成气氛下,保温30min得到的水泥熟料,主要矿物形成比保温60min的好,水泥抗压强度高。
3)阿利特-硫铝酸盐水泥熟料适宜于在氧化气氛下煅烧。氧化气氛条件可保证熟料中各主要矿物的良好形成,其水泥的各龄期强度均高于还原气氛下所得水泥强度,且终凝时间缩短。
参考文献
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熟料性能 篇8
利用膨胀组分在水化过程中产生的体积膨胀补偿水泥基材料的收缩, 是减少混凝土结构开裂, 提高混凝土结构稳定性的重要措施之一。目前我国普遍采用硫铝酸盐类膨胀剂配制补偿收缩混凝土, 用于高层建筑物大体积基础底板、无缝施工的超长结构、需要防裂抗渗的结构等[1]。补偿收缩混凝土多采用矿物掺合料作为膨胀稳定剂[2]。矿物掺合料的火山灰反应及硫铝酸盐类膨胀剂的水化反应均需硅酸盐水泥水化产物Ca (OH) 2的参与。矿物掺合料消耗Ca (OH) 2而使胶凝材料浆体的溶液碱度降低, 不利于钙矾石膨胀产物的形成[3]。而且以钙矾石作为单一膨胀源的膨胀剂, 存在着膨胀速率慢、膨胀效能低, 水化产物不稳定, 高温易分解, 化学需水量大, 对养护湿度要求较高[4,5]等问题。与以钙矾石作为膨胀源相比, 氧化钙类膨胀剂的膨胀效能大, 膨胀速率较快, 化学需水量小, 水化产物物理化学性质稳定[1,6]。氧化钙的水化反应能使水泥浆体溶液长期保持高碱度, 并可通过“增钙”促进矿物掺合料的火山灰反应。但常温下氧化钙类膨胀剂膨胀效能1~3 d内就基本发挥完全, 且膨胀历程可调节性差。因此, 以钙矾石、氧化钙作为单一膨胀源的膨胀剂在水胶比较小的高性能混凝土及一些湿养护较为困难的混凝土结构中的应用受到了限制[1,7]。
以氢氧化钙和钙矾石2种水化产物为膨胀源的氧化钙-硫铝酸钙类复合膨胀剂, 水化反应生成大量的Ca (OH) 2, 致使浆体的碱度提高;高碱度环境下, 硫铝酸盐可生成大量高比表面积的细小钙矾石晶体[8]。赵顺增等[9]制备的含氧化钙的硫铝酸盐膨胀剂, 其膨胀性能是普通膨胀剂的3倍, 且膨胀速率快、膨胀量大。马保国等[10]制备的钙矾石-石灰复合膨胀剂, 60 d仍具有微膨胀。氧化钙-硫铝酸钙复合膨胀剂已成为补偿混凝土收缩和裂缝控制领域研究的热点[11]。
本实验制备了新型氧化钙-硫铝酸钙复合膨胀熟料, 研究不同养护制度下掺膨胀熟料水泥净浆试件的膨胀性能, 为新型氧化钙-硫铝酸钙膨胀剂在实际工程中的应用提供有参考价值的相关技术参数。
1 试验
1.1 原材料
水泥:采用中联水泥厂生产的P·Ⅰ42.5基准水泥;新型氧化钙-硫铝酸钙复合膨胀熟料 (以下简称膨胀熟料) :以石灰石为主要生料, 经1300~1400℃高温煅烧制备而成, 细度 (0.08 mm筛筛余) 不大于15%, 自制。水泥和膨胀熟料的化学成分见表1, 膨胀熟料的XRD分析见图1。
%
1.2 试验方法
1.2.1 水泥净浆试件的制备及自由变形
净浆试件成型采用25 mm×25 mm×280 mm的模具, 模具两侧装有测头。试件标准养护[ (20±1) ℃、相对湿度≥95%]1 d后脱模, 测量浆体的初始长度, 然后将试件分别放入20℃、40℃和60℃的恒温水浴中养护, 测试净浆试件在不同龄期的长度变化。
1.2.2 水泥净浆试件的自收缩测试
将搅拌均匀的水泥浆体成型在25 mm×25 mm×280 mm的试模中, 标准养护1 d后脱模, 将试件用自粘性铝箔密封后测初长;再放入 (20±1) ℃、相对湿度为 (60±5) %的试验箱中养护至规定龄期, 测量试件的长度。
1.2.3 水泥净浆试件干燥收缩测试
水泥净浆试件成型采用25 mm×25 mm×280 mm的模具。标准养护1 d后脱模, 测初长。再放入 (20±1) ℃、相对湿度为 (60±5) %的试验箱中养护至规定龄期, 测试干燥收缩率。
2 结果与讨论
2.1 膨胀熟料对水泥净浆自由变形的影响
2.1.1 膨胀熟料掺量对水泥净浆自由变形的影响
水胶比为0.35, 在20℃恒温水浴箱中养护至不同龄期, 内掺0、3%、4%和5%膨胀熟料的水泥净浆试件自由膨胀率变化趋势见图2。
由图2可见, 在20℃水养条件下所有试件都表现出膨胀变形。相比未掺膨胀熟料的水泥净浆基准样, 膨胀熟料的掺入明显增大了水泥浆体的水养膨胀率;且增大趋势随着膨胀熟料掺量的增加而表现得更加显著。掺3%、4%和5%膨胀熟料的净浆试件28 d自由膨胀率分别为15.72×10-4、20.74×10-4和26.94×10-4, 较未掺膨胀熟料的试样分别增大了1.24倍、1.95倍和2.84倍。
掺膨胀熟料的净浆试件膨胀主要发生在14 d龄期内, 14 d后的膨胀增长趋于平缓。水养条件下, 掺氧化钙-硫铝酸钙膨胀熟料的水泥净浆试件外部水分扩散渗入净浆内部, 与水泥水化产物产生吸水肿胀, 导致净浆宏观上表现出体积膨胀变形;膨胀熟料水化产物钙矾石和氢氧化钙在结晶生长的过程中产生结晶压, 引起净浆试件宏观体积膨胀。氧化钙-硫铝酸钙新型膨胀熟料的掺量越大, 水泥净浆的膨胀量越大。但膨胀熟料掺量的增加, 并未改变掺膨胀熟料的水泥净浆的膨胀历程。
2.1.2 水胶比对掺膨胀熟料水泥净浆自由变形的影响
内掺4%膨胀熟料, 在20℃水中养护至不同龄期, 水胶比分别为0.30、0.35、0.40的水泥净浆试件自由膨胀率变化趋势见图3。
由图3可见, 随着水胶比的增大, 相同龄期内掺4%膨胀熟料的净浆试件自由膨胀率逐渐降低。7 d龄期时, 水胶比为0.30的试件自由膨胀率为15.28×10-4, 较水胶比为0.35和0.40的试件分别增大7.5%、16.8%;28 d龄期时, 水胶比为0.30的试件自由膨胀率为24.86×10-4, 较水胶比为0.35和0.40的试件分别增大19.9%和45.6%。由此认为, 7 d龄期内, 水胶比对掺膨胀熟料的净浆试件膨胀率影响较小;7 d龄期后, 水胶比对掺膨胀熟料的净浆试件膨胀率影响增大。
水养下水胶比大的净浆试件孔隙率较大, 膨胀熟料的水化产物氢氧化钙、钙矾石部分填充于浆体的孔隙结构中, 致使膨胀效能降低。
2.1.3 养护温度对掺膨胀熟料水泥净浆自由变形的影响
水胶比为0.35, 内掺3%膨胀熟料, 分别在20℃、40℃和60℃水中养护至不同龄期, 水泥净浆试件的自由膨胀率变化趋势见图4。
由图4可见, 不同养护温度对水泥浆体的自由膨胀率发展规律有较大影响。20℃水中养护, 试件1 d的自由膨胀率明显低于40℃和60℃水中养护的试件。但20℃水养护试件的自由膨胀率随龄期增长, 可持续发展。5 d龄期时, 20℃水养护试件的自由膨胀率超过60℃水中养护的试件。14 d时, 20℃水养护试件的自由膨胀率大于40℃和60℃水中养护的试件;28 d时, 20℃水养护试件的自由膨胀率为15.7×10-4。温度越高, 膨胀熟料的水化反应速度越快, 导致膨胀率变化明显。温度升高, 促进氧化钙熟料大量水化产生氢氧化钙, 碱度增大又促进硫铝酸钙反应生成膨胀产物钙矾石;但膨胀熟料在早期塑性阶段大量反应, 不利于后期膨胀发展。因此, 温度越高, 掺膨胀熟料的净浆试件早期膨胀率越大。
2.2 膨胀熟料对水泥净浆自收缩性能的影响
2.2.1 膨胀熟料掺量对水泥净浆自收缩变形的影响
水胶比为0.35, 在20℃密封绝湿条件下养护至不同龄期, 内掺0、3%、4%和5%膨胀熟料的水泥净浆试件自收缩变形变化规律见图5。
由图5可见, 20℃密封绝湿条件下, 与未掺膨胀熟料的水泥净浆基准样相比, 膨胀熟料的掺入使净浆试件在早期表现出一定的自膨胀, 并在28 d龄期内明显降低了水泥浆体的自收缩值;膨胀熟料掺量越高, 水泥浆体的自收缩值降低幅度也越大。28 d时, 掺3%、4%和5%膨胀熟料的净浆试件保持一定的自膨胀应变, 自膨胀率分别为1.20×10-4、4.67×10-4和8.78×10-4。膨胀熟料水化消耗自由水, 与水泥水化竞争消耗有限水分加剧了早期水泥浆体内部干燥;同时, 生成的膨胀产物氢氧化钙和钙矾石使硬化浆体产生体积膨胀。浆体的实际体积变形取决于膨胀和收缩两者的大小。掺膨胀熟料的水泥净浆7 d内膨胀量持续增大;7 d后膨胀熟料水化产物增量减少, 水泥继续水化, 浆体自收缩增大, 浆体表现出的膨胀量回落。低掺量时, 膨胀熟料的掺入能对水泥浆体的自收缩起到较好的抑制效果;高掺量时, 膨胀熟料的掺入可使水泥浆体产生一定的自膨胀。
2.2.2 水胶比对水泥净浆自收缩变形的影响
内掺4%膨胀熟料, 在20℃密封绝湿条件下养护至不同龄期, 水胶比分别为0.30、0.35、0.40的水泥净浆试件自收缩变形见图6。
由图6可见, 20℃密封绝湿条件下, 水胶比越大, 补偿水泥浆体收缩越明显。水胶比从0.30增大到0.35, 28 d的自收缩率降低了7.22×10-4;而水胶比从0.35增加大0.40, 28 d的自收缩率降低了4.67×10-4。28 d龄期3种水胶比的水泥净浆都表现出自膨胀, 即膨胀熟料的掺入可补偿浆体的自收缩。在密封绝湿下, 膨胀熟料的水化与水泥水化存在水分竞争。膨胀熟料水化不完全, 则影响其膨胀效能的发挥。随着水胶比增大, 浆体中自由水含量增加, 可缓解膨胀熟料水化缺水状态, 提高膨胀熟料的膨胀效能, 降低水泥浆体的自收缩值。
2.3 膨胀熟料对水泥净浆干燥收缩性能的影响
2.3.1 膨胀熟料掺量对水泥净浆干燥收缩变形的影响
水胶比为0.35, 在20℃、相对湿度 (60±5) %的干燥环境下养护至不同龄期, 内掺0、3%、4%和5%膨胀熟料的水泥净浆试件收缩变形变化规律见图7。
由图7可见, 在20℃干燥环境下, 与未掺膨胀组分的水泥净浆基准样相比, 膨胀熟料的掺入明显降低了水泥浆体的干燥收缩值。1 d龄期, 掺膨胀熟料均能使净浆试件在干燥条件下产生一定的膨胀变形。随着浆体干燥收缩的加剧, 膨胀熟料水化产生的膨胀不足以完全补偿浆体的干燥收缩。28 d龄期, 掺3%、4%和5%的膨胀熟料的水泥净浆试件的干缩值较未掺样相应值分别下降了12.5%、17.2%和22.2%。随着膨胀熟料掺量的增加, 氧化钙-硫铝酸钙新型膨胀熟料对水泥净浆的干燥收缩有较好的抑制作用。
2.3.2 水胶比对水泥净浆干燥收缩变形的影响
内掺4%膨胀熟料, 在20℃、相对湿度 (60±5) %的干燥环境下养护至不同龄期, 水胶比分别为0.30、0.35、0.40的水泥净浆试件的干燥收缩变形见图8。
由图8可见, 在20℃干燥环境下, 水胶比增大, 膨胀熟料补偿干燥收缩明显。3 d龄期水胶比为0.35、0.40的试件处于自膨胀状态。随着龄期延长, 试件表面的水分蒸发, 干燥收缩持续增长;7 d内试件干燥收缩增长迅速, 7 d后干燥收缩增长趋缓。
3 结论
(1) 水养条件下, 随着新型氧化钙-硫铝酸钙膨胀熟料掺量增加, 水泥净浆膨胀量逐渐增大。掺膨胀熟料的净浆试件膨胀主要发生在14 d内, 14 d后膨胀增长趋于平缓。水胶比对掺4%膨胀熟料的净浆试件7 d后的膨胀率影响较大。养护温度提高, 膨胀熟料水化反应速率提高, 净浆试件的早期膨胀量增加, 但不利于后期膨胀增长。
(2) 新型氧化钙-硫铝酸钙膨胀熟料对湿养护要求较低, 在密封绝湿条件下能消除水泥净浆早期自收缩而产生一定量的自膨胀。随着水胶比增加, 膨胀熟料的膨胀效能提高, 降低水泥浆体的自收缩值。
(3) 随着膨胀熟料掺量的增加, 对水泥浆体的早期干燥收缩具有较好的抑制作用, 对水泥浆体的中后期干燥收缩也具有较好的补偿效果。
摘要：研究了掺加新型氧化钙-硫铝酸钙膨胀熟料水泥净浆试件的膨胀变形、自收缩和干燥收缩特性, 以及水胶比及养护温度对膨胀熟料补偿效果的影响。结果表明, 内掺4%膨胀熟料的净浆试件饱水养护膨胀主要发生在14 d内, 14 d后膨胀趋于平缓;养护温度升高, 早期膨胀增大。膨胀熟料对自收缩的补偿效率受水胶比影响较大, 水胶比越大, 膨胀熟料对自收缩的补偿效率越高。膨胀熟料掺量增加, 对水泥净浆的早期干燥收缩具有较好的抑制作用。
关键词：氧化钙-硫铝酸钙膨胀熟料,膨胀,自收缩,干燥收缩,水胶比,养护温度
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