提高水泥質(zhì)量途徑分析ppt課件

1、一、水泥的現(xiàn)狀對混凝土質(zhì)量影響幾十年來水泥工業(yè)的開展方向主要是降低能耗和提高強度，但如今卻在添加粉磨的能耗Bolomy公式 ：R28ARc(c/w-B)，呵斥誤導(dǎo)1920年代，歐美國家水泥中C3S約為35%，如今達5070%；水泥細(xì)度從220m2/kg到現(xiàn)今的340600m2/kg 我國1970年代水泥(GB175-63)最高標(biāo)號是硬練強度500，相當(dāng)于GB175-77的425、現(xiàn)行規(guī)范32.5的強度等級；常用水泥是400#，按現(xiàn)行規(guī)范只需27.5。.檢測的水灰比增大，對3天強度的規(guī)定未變，實踐提高了早期強度，而高早期強度并不是普適必要的；單純追求強度，使水泥廠采取運用助磨劑磨細(xì)、摻用 “加強

2、劑等，添加了開裂敏感性和不利于混凝土長期性能穩(wěn)定性和耐久性的成分；有的廠家缺乏誠信第一的市場經(jīng)濟觀念，呵斥混凝土配合比設(shè)計的困難；購銷雙方短少合同觀念.水泥現(xiàn)狀對當(dāng)代混凝土的不順應(yīng)問題片面追求強度而使比外表積太大、早期強度太高而長期增長率低甚至倒縮、實踐強度浮動幅度太大；太細(xì)的水泥降低與外加劑的相容性、添加混凝土需水量，不利于混凝土長期性能的開展不控制含堿量、氯離子含量，不檢測開裂敏感性、無法提供在當(dāng)代混凝土中與外加劑的相容性水泥出廠溫度太高，呵斥混凝土澆筑溫度過高，溫度應(yīng)力增大，混凝土凝結(jié)時間不正常，早期開裂問題普遍.水泥影響混凝土構(gòu)造質(zhì)量的主要要素 水化熱及其釋放速率礦物組成和細(xì)度、水 泥

3、溫度 需水量細(xì)度、含堿量 開裂敏感性礦物組成、細(xì)度、水泥溫度、 含堿量 水泥與外加劑的相容性礦物組成、細(xì)度、 石膏形狀和含量、含堿量 性能穩(wěn)定性和耐久性細(xì)度、含堿量、氯離 子含量 產(chǎn)品勻質(zhì)性消費控制和原資料劑產(chǎn)品均化.水泥主要礦物水化熱開展332 4. 熟料礦物的收縮率礦物收縮率C3AC2S C3S C4AF0.00234 0.0001000.00079 0.0000360.00077 0.0000360.00049 0.000114.堿和C4AF對收縮的影響.水泥含堿量和C3A對收縮的影響. 水泥與減水劑的相容性問題 C3A 含量和 SO3 的匹配 普通水泥中石膏的優(yōu)化條件：W/C=0.5,

4、 現(xiàn)代混凝土運用高效減水劑, W/C0.40，SO3缺乏；混凝土中摻入礦物摻和料， SO3被稀釋。細(xì)度和顆粒級配 最正確組成: 530m 90%, 10m 10% 只思索細(xì)度的結(jié)果：水泥越細(xì)，細(xì)顆粒越多， 需水量越大，混凝土坍落度損失越大。.熟料中SO3與含堿量的匹配No比表面積(m2/kg)流動時間（秒）熟料硫酸鹽化程度 SD攪拌5分鐘攪拌60分鐘45678937737238338637135353535450535063636177991397169103716866不同水泥試樣流變性能的測定：. SD與水泥流變性能關(guān)系的驗證明例琉璃河水泥，熟料中 SO3=1.2% Na2O=0.4% K

5、2O=1.5% 計算SD= 混凝土W/C=0.305，摻入高效減水劑1.5%，坍落度初始為200mm，半小時后為160mm，1小時后為75mm，損失達60%. C3A含量不同的水泥配制高強混凝土的實例.其他，如石膏的形狀、C3A 的形狀不同形狀的石膏溶解速率和溶解度不同：.生石膏和硬石膏溶解速率對比.石膏對坍落度損失的影響. C3A、R2O、SO3的關(guān)系C3A（%）R2O（%）SO3（%） 6610100.5 1.00.51.023 42.533.5 4.水泥中不同細(xì)度顆粒對強度的作用.水泥細(xì)度與其抗壓強度的關(guān)系.比外表積為3014cm2,飽和點為0.8%,坍落度不損失摻量為1.6%雍陽外加劑

6、廠實驗.水泥細(xì)度為3982cm2,飽和點為1.2%,坍落度無損失摻量為1.82% 雍陽外加劑廠實驗.比外表積為4445cm2,飽和點為1.6%,找不到坍落度無損失點 雍陽外加劑廠實驗. 水泥細(xì)度對砂漿抗拉強度的影響.水泥細(xì)度和開裂敏感性的關(guān)系 用收縮開裂環(huán)檢測水泥的開裂敏感性, 從成型到開裂經(jīng)過的時間越短，抗裂性越差.抗凍性隨水泥比外表積增大而下降 .水泥細(xì)度對水泥漿土和混凝土開裂的影響 .二、水泥施工性能的控制1、現(xiàn)行規(guī)范對水泥質(zhì)量的控制方法1膠凝性方面： 細(xì)度或比外表積、凝結(jié)時間、安定性、R3、R28。 有明確的目的要求?；旌腺Y料的種類和摻加量等，由檢驗報告提供。2耐久性方面： SO3、M

7、gO、R2O、Cl- 有明確規(guī)定。.3對水泥運用性能施工性： 規(guī)范中無規(guī)定，如：需水性、泌水性、出廠水泥溫度、外加劑相容性等。2、目前建筑施工部門對水泥質(zhì)量的主要意見1質(zhì)量穩(wěn)定性。如：顏色變化、凝結(jié)時間變化、強度動搖等。.2水泥需水量大，泌水量大。3水泥與外加劑相容性。4混凝土早期裂痕多。.3、水泥的需水性和保水性1水泥需水量的構(gòu)成： 需水量 顆粒外表潤濕水 多孔性資料內(nèi)部吸水如火山灰資料 初期水化水很少 顆粒間的空隙水很大，約占60%.水泥比面積愈大 潤濕水、水化水愈多火山灰混合材愈多 內(nèi)部吸水愈多 水泥膠凝資料顆粒級配不合理 空隙多，水量愈大2水泥砼泌水景象 有砼砂石骨料級配和施工方法緣由

8、； 有水泥膠凝資料緣由：細(xì)度粗、多孔資料少 .4、水泥及膠凝資料的顆粒級配控制 水泥及混合資料和摻和料組成水泥膠凝資料，這種膠凝資料的顆粒級配主要由水泥廠調(diào)控，施工單位現(xiàn)場摻和料也應(yīng)調(diào)控，調(diào)控機理有三條：1強度機理為了充分利用熟料活性，國內(nèi)外公認(rèn)顆粒分布：粒度m 3 3-32 65 組成 %10 65 0.2密實機理使水泥顆粒密實堆積，提高水泥石的密實性。 按Fuller方程要求的粒度分布：粒度m 3 32 65 組成 % 20-30 70-80 80-95 它是一個以3-32m為中心的窄分布曲線，優(yōu)點是充分利用熟料活性，缺陷是水泥需水量大，運用性能差。.3三峰合一機理充分發(fā)揚熟料活性和混合材

9、及摻合料的作用，發(fā)揚各自的優(yōu)點，組成水泥膠凝資料的理想粒度分布 它是一個0-80m 0-65m范圍內(nèi)的寬粒度分布。它的優(yōu)點是水泥顆粒密實堆積，減少需水量。缺陷是熟料有點過細(xì)粉磨景象，有過粗顆粒，浪費能源.4、水泥及膠凝資料的顆粒級配細(xì)顆粒以混合材摻和料為主；中等顆粒以熟料為主；粗顆粒以混合資料為主。5、水泥與外加劑相容性1、外加劑種類與摻量.2、熟料影響礦物組成：C3AC4AfC3SC2S礦物晶形：C3A與C4AF結(jié)晶形狀堿含量：R2O0.6%左右為好硫堿比：SD=0.774SO3/(Na2O+0.658K2O) 100%fCa：適當(dāng)小需水量：愈小愈好，如22%24%稠度.3石膏形狀與摻量石膏

10、種類 溶解度g/L) 溶解速率二水石膏 2.08 中-半水石膏 6.20 快 -半水石膏 8.15 快可溶硬石膏 6.30 慢天然硬石膏 2.70 慢.德國實驗水泥編號123石膏凈漿形態(tài)二水+硬半+二水(過量)二水+半(過量)凈漿好好差(急凝)凈漿摻超量塑化劑差隨時間變好有改善.鋁酸鹽活性與溶液中硫酸鹽匹配鋁活性低、溶液中SO3低：構(gòu)成AFt，凝結(jié)正常鋁活性高、溶液中SO3高：構(gòu)成AFt，凝結(jié)正常鋁活性低、溶液中SO3高：構(gòu)成AFt和二水石膏， 1 “假凝 鋁活性高、溶液中SO3低：構(gòu)成AFt、AFm、 1 C4AH13，“急凝，“欠 1 硫型.4混合資料的種類 摻加大量混合材和摻和料都有助改

11、善相容性，但火山灰摻量過多后，需水量添加。5水泥細(xì)度形狀 熟料為細(xì)粒3m超多：比外表積增大， 1到 相 容性差密實堆積的粒度分布：需水量少，相容性好P.O 42.5水泥：比外表積450m2/kg，相容 性差；中位粒徑14m，相 容性變差水泥圓度系數(shù)：愈圓，相容性愈好.6水泥存放時間與溫度：長好，溫度 低好7水泥需水量：P小好8水泥凝結(jié)時間：適當(dāng)長好，如2-3h6、砼的收縮與裂痕1水泥收縮呵斥的砼裂痕：化學(xué)收縮：7%-9%。C3A大，細(xì)度細(xì)水化 快，但AFt高好.塑性收縮：沉降、失水、化學(xué)反響呵斥 的。塑性階段夏天砼外表大 量失水溫度收縮：水化熱呵斥砼內(nèi)外溫差。大 體積砼。夏天溫度高，水化 快。

12、枯燥收縮：水泥石毛細(xì)孔水蒸發(fā)呵斥的。 夏天砼外表水蒸發(fā)快。.碳化收縮：砼外表Ca(OH)2與CO2反響生 成CaCO3呵斥。自收縮：在恒溫、恒濕下，水泥化學(xué)反 應(yīng)呵斥。2預(yù)防收縮的措施：減少水泥收縮熟料礦物組成：高C3S+C2S，低C3A或高 SO3.細(xì)度形狀：最正確顆粒級配、堆積密實、 球形化、比外表積不宜過高?；旌腺Y料：粉煤灰有益。減少砼收縮配合比：石、砂密實堆積水灰比：適當(dāng)小養(yǎng)護： 加強初期水養(yǎng)護大體積砼：采用低水化熱水泥摻和料：粉煤灰有益.三、提高水泥質(zhì)量途徑分析1 提高水泥熟料活性(1) 選擇最正確熟料率值 熟料配料的三率值決議了熟料的礦物組成和熟料的活性情況。企業(yè)應(yīng)根據(jù)原燃資料實踐

13、、易燒性和窯爐的熱工情況，選擇最正確的熟料率值。.在熟料率值選擇和確定中應(yīng)努力提高硅酸鹽礦物C3S+C2S) 含量，回轉(zhuǎn)窯可在75%以上。在這個根底上適當(dāng)提高C3S含量，適當(dāng)調(diào)整C3A 含量，適當(dāng)降低C4AF 含量。. 硅酸鹽水泥熟料礦物組成的反響特性礦物組成 硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣 鐵鋁酸四鈣 C3SC2SC3AC4AF含量 /% 3760 最多1537次之 715 少 1018 少 水化速度 較快慢快中水化熱 中低高中強度 高早期低后期高低中(抗折強度)耐化學(xué)侵蝕 中良差優(yōu)干縮性 中小大小.窯型KHSMIM預(yù)分解窯0.88-0.912.4-2.81.4-1.7不同窯型硅酸鹽水泥熟料率值的

14、參考范圍.(2)強化燒成快速冷卻 迅速升高燒成溫度，使熟料礦物迅速構(gòu)成，A礦和 B礦晶體尺寸較小，約為 10-30um，且分布均勻時，熟料活性最高。相反，假設(shè)熟料易燒性差，如生料細(xì)度粗，有難燒的石灰石，或緩慢升高燒成溫度，會使 A礦尺寸增大到 50-100um ， B礦尺寸增大到30-50um ，此時，熟料活性會降低。. 熟料礦物都有不同的溫度變體，各種變體的水化速度和強度是不同的?？焖倮鋮s可使 A礦、B礦的高溫變體在常溫下穩(wěn)定下來，對熟料活性有利。普通以為，熟料從 1250-1150開場快速冷卻可以獲得最高的強度?？焖倮鋮s還可以構(gòu)成一定的玻璃體，它對熟料活性有利。. 注重微量組分對熟料活性的

15、影響。K2O、Na2O、SO3、Cl-等微量組分在數(shù)量較少時對熟料活性影響不明顯，但超越一定數(shù)量后對熟料煅燒工藝和活性會呵斥很大影響。. 欠燒的熟料活性低是眾所周知的。過燒的熟料，如熔融的熟料，其活性低于燒結(jié)的熟料。 在復(fù)原氣氛中, 被復(fù)原的 Fe2+進入 C3S固溶體 中取代 Ca2+，并促使 C3S在冷卻時分解。 Fe2+進入-C2S固溶體中，能促使它向 -C2S轉(zhuǎn)變。.2 控制水泥的細(xì)度形狀 目前我國水泥企業(yè)幾乎都采用 80um篩余和比外表積控制水泥的粉磨細(xì)度，它對于控制水泥性能和充分發(fā)揚水泥各組分的作用是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。一樣篩余或比外表積的水泥性能會有很大差別，為此應(yīng)全面思索磨制水泥的細(xì)度

16、形狀，包括：細(xì)度 篩余和比外表積、顆粒分布、顆粒形貌和堆積密度。.(1)水泥顆粒分布對水泥性能的影響對于一樣組分熟料、混合材和石膏水泥而言，水泥的顆粒分布決議水泥的性能，如水化速度、水化熱、強度、需水量等. 水泥顆粒級配對水泥性能產(chǎn)生的各種影響，主要是由于不同大小顆粒的水化速度不同，測定結(jié)果是：. 國內(nèi)外實驗研討證明，水泥顆粒級配對水泥性能有直接影響，目前比較公認(rèn)的水泥最正確顆粒級配為：3-32um顆粒對強度增長起主要作用，其間粒度分布是延續(xù)的，總量不低于 65%。16-24um的顆粒對水泥性能尤為重要，含量愈多愈好。3um的細(xì)顆粒，易結(jié)團，不要超越 10% 。65um的顆粒活性很小，最好沒有

17、。. 在通常細(xì)度的水泥中，能夠有 20-40% 的熟料對混凝土強度增長沒有發(fā)揚作用。如何發(fā)掘熟料活性潛力，改善水泥性能，應(yīng)根據(jù)水泥強度等級、混合材情況和詳細(xì)粉磨工藝，確定合理顆粒級配。.(2) 水泥顆粒形貌對水泥性能的影響 水泥顆粒形貌通常用圓度系數(shù)表示，正圓形顆粒圓度系數(shù)等于 1，其他外形都小于 1。國外水泥的圓度系數(shù)大多在 0.67 左右，我國部分大中型水泥企業(yè)水泥的圓度系數(shù)動搖在 0.51-0.73之間，平均值為 0.63。.3最正確堆積密度實際水泥顆粒的堆積密度對配制出的混凝土施工性、強度和耐久性有很大影響，水泥顆粒的堆積密度最正確時，混凝土性能最好。.4改良粉磨工藝磨機改造 在磨機改

18、造中可運用史密斯公司的康必丹磨技術(shù)及其它各種新型襯板、隔倉板和研磨體技術(shù)。研磨體級配和尾倉的小型研磨體對于改善水泥顆粒分布和顆粒形貌具有重要作用。如合肥院高細(xì)磨水泥顆粒圓度系數(shù)可達0.70 以上；沈陽水泥機械研討所的磨機改造技術(shù)，可明顯改善水泥的顆粒分布，提高圓度系數(shù)。.輥壓機(或立磨)與球磨機組合 采用輥壓機 (或立磨)與球磨機結(jié)合的粉磨工藝，可明顯改善水泥顆粒形貌，圓度系數(shù)可達0.58-0.73，水泥顆粒分布也很好。采用高效選粉機的閉路磨 帶高效選粉機的閉路磨工藝，經(jīng)過改動選粉機轉(zhuǎn)速、風(fēng)量等可按需求調(diào)整水泥的顆粒分布，而開路磨及帶離心選粉機、旋風(fēng)選粉機的閉路磨要進展這種調(diào)整就比較困難。 .采用分別粉磨工藝目前水泥企業(yè)大都是熟料與混合材一同混合粉磨，由于不同物料的易磨性差別很大，呵斥混合粉磨的許多問題。而采用分別粉磨不但可以處理這些問題，還可以根據(jù)熟料和混合資料細(xì)度的不同要求，制備出不同性能的水泥產(chǎn)品。.3 發(fā)揚混合材的作用 混合資料在水泥中主要3 個作用：一是活化效應(yīng)，它與混合資料活性和細(xì)度有關(guān)。二是填料作用，它同水泥水化產(chǎn)物結(jié)合在