水泥溫度對標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的影響

姜雅峰 杜文輝

(中交隧道工程局有限公司，北京 100102)

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水泥溫度對標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的影響

姜雅峰 杜文輝

(中交隧道工程局有限公司，北京 100102)

介紹了水泥溫度過高的危害，結(jié)合水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量定義，將水泥按照不同的溫度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量試驗(yàn)，并對試驗(yàn)現(xiàn)象及數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對工程施工提供一定的參考。

標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，水泥，溫度，水膠比

0 引言

隨著國內(nèi)鐵路和公路工程的大范圍開展，人們對散裝水泥的需求量也大幅度的增加。特別是在銷售旺季，由于熟料周轉(zhuǎn)周期短，出磨溫度較高，水泥庫存較少，因而在水泥出廠時水泥溫度過高，使混凝土在拌和后發(fā)生“假凝”“快凝”等不良現(xiàn)象，嚴(yán)重影響混凝土工程質(zhì)量。

水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量是指水泥凈漿在某一用水量和特定測試下達(dá)到的稠度，把這一稠度和用水量稱為水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度及對應(yīng)的水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量。其中水泥凈漿中的水主要由三部分組成：1)結(jié)晶水，即化學(xué)結(jié)合水，滿足水泥初期水化的水；2)吸附水，以中性水分子的形式存在，但并不參與組成水化物的晶體結(jié)構(gòu)，而是在吸附效應(yīng)或毛細(xì)管的作用下被吸附于固相粒子間的孔隙中；3)自由水，即游離水，存在于粗大孔隙內(nèi)，其性質(zhì)與一般的水相同。

1 水泥溫度過高的危害

1)高溫水泥容易引起石膏脫水，形成半水石膏甚至產(chǎn)生部分無水石膏，使水泥拌和物產(chǎn)生假凝現(xiàn)象，影響施工質(zhì)量。

2)嚴(yán)重影響水泥的儲存、運(yùn)輸?shù)龋邷厮嘁资顾嘁蜢o電吸引而聚結(jié)，粘附到儲存罐壁。

3)水泥溫度過高，影響水泥的施工性能，產(chǎn)生假凝、快凝、混凝土坍損大，甚至容易使水泥混凝土產(chǎn)生溫差應(yīng)力，造成混凝土結(jié)構(gòu)物開裂等危害。

2 試驗(yàn)方法與結(jié)果

2.1 試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)主要依據(jù)GB/T 1346—2011水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時間、安定性檢驗(yàn)方法，水泥采用涇陽冀東海德堡(低堿)P.O42.5水泥，其密度為2.8 g/cm3，比表面積為334 m2/kg。拌和用水采用陜西渭南木屯村地下水，并符合規(guī)范要求，主要儀器設(shè)備包含：水泥凈漿攪拌機(jī)(符合JC/T 729)，標(biāo)準(zhǔn)法維卡儀，250 ℃臺式干燥箱，插入式溫度計(jì)等。

試驗(yàn)步驟，首先將水泥樣品置于烘箱進(jìn)行加熱，待水泥溫度略高于設(shè)計(jì)溫度時，盡快取出并依據(jù)GB/T 1346—2011水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時間、安定性檢驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)。

2.2 試驗(yàn)結(jié)果

將水泥按照不同的溫度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量試驗(yàn)，其結(jié)果見表1，圖1。

3 結(jié)果分析

3.1 試驗(yàn)現(xiàn)象分析

水泥溫度小于115 ℃時，當(dāng)與水接觸時，未呈現(xiàn)煙霧現(xiàn)象。當(dāng)水泥溫度大于115 ℃時，水泥與水接觸時有部分煙霧，其中在160 ℃時較為明顯，甚至在180 ℃時標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量無確定值。這一現(xiàn)象說明溫度過高水泥在與水接觸時，使部分水瞬間汽化，同時汽化的水蒸氣附帶部分水泥微粒，造成煙霧現(xiàn)象。當(dāng)水泥溫度過高時，水的汽化加劇，為滿足水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度，拌和用水也相應(yīng)增加，因而水泥溫度在160 ℃后，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量增長較快，見圖1。

表1 不同水泥溫度下的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量

3.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)結(jié)果表明，水泥溫度小于75 ℃時，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量隨水泥溫度變化不大；在水泥溫度達(dá)到100 ℃后，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量開始有增大趨勢，在160 ℃時，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量增加浮動加大。標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量增加的原因有以下兩點(diǎn)：1)由于水遇高溫水泥后汽化而散失部分質(zhì)量，拌和時要到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)稠度應(yīng)彌補(bǔ)散失水的質(zhì)量；2)在水泥漿拌和過程中，由于水泥溫度高，使得水泥漿中部分吸附水和自由水也散失，從而增加了標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量。

其次，筆者對水泥凝結(jié)時間也做了響應(yīng)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)水泥溫度對凝結(jié)時間影響較小，肯定了水泥溫度過高易造成水泥拌和物假凝，但通過攪拌機(jī)的劇烈攪拌，水泥凈漿又恢復(fù)可塑性并正常凝結(jié)，但在混凝土施工中會嚴(yán)重影響混凝土拌和物性能，致使影響混凝土結(jié)構(gòu)物質(zhì)量。

4 結(jié)語

在工程施工中，應(yīng)嚴(yán)格控制水泥溫度，在條件允許的情況下，保證先進(jìn)先出的原則，即哪批水泥先進(jìn)場就先用哪批水泥，確保水泥使用前溫度低于75 ℃。同時，現(xiàn)場水泥混凝土施工時，因水泥溫度過高而出現(xiàn)假凝、混凝土坍損大時，杜絕加大拌和用水量，增大水膠比，從而嚴(yán)重影響工程實(shí)體質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)檢測情況，適當(dāng)增加外加劑摻量，確保水膠比不變，保證混凝土結(jié)構(gòu)物質(zhì)量。

[1] 申愛琴,張登良.水泥與水泥混凝土[M].北京：人民交通出版社，2015.

[2] 李永良.降低出磨水泥溫度改善水泥性能[J].四川水泥，2016(11)：81-82.

[3] 邱建毅.淺談降低散裝水泥溫度的方法與措施[J].福建建材，2016(15)：206-207.

The influence of cement temperature on water consumption standard consistency

Jiang Yafeng Du Wenhui

(CCCCTunnelEngineeringCompanyLimited,Beijing100102,China)

The thesis introduces high-temperature cement hazards. Combining with the definition of standard consistency water consumption, it carries out standard consistency water consumption tests according different cement temperature, and analyzes testing phenomenon and data, which will have certain guiding meaning for similar engineering construction.

standard consistency water consumption, cement, temperature, water-binder ratio

1009-6825(2017)13-0108-02

2017-02-27

姜雅峰(1982- ),男，碩士，工程師； 杜文輝(1980- )，男，工程師

TU502

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