1 水泥试验
1.1 试验材料
熟料:本公司湿法线和新型干法线生产的熟料;
矿渣:符合GB/T 203—94(用于水泥中的粒化高炉矿渣);
天然石膏:以CaSO4•2H2O和CaSO4为主要成分的天然矿石;
氟石膏:湘乡铝厂制取氢氟酸过程中的副产品,主要成分为CaSO。的粉状物料;
石灰石:本公司生产用矿石。材料的化学分析见表1,熟料的矿物组成和率值见表2。
1.2 试验方法
上述材料经破碎后混合均匀,配比见表3,分别进行小磨试验,比表面积控制值为(340±10)mZ/kg,试样检测值为2套试验的平均值。
注:本试验的最初设计方案是以相同S0,含量来确定石青参量。但试验中发现氟石膏水泥s0,的含量难以准确、及时地测定,主要原因是氟石膏中含有氟离子,用离子交换法测定S0,会使测定结果信高,如果使用重量法时,则耗时较长(10h左右),在实际生产控崩中难以实现及时性和经济性,因此在试验方案中修改为:以石膏掺量完全相同作对比试验。所有配比的水泥都分别制成小磨样品60kg,取其中10kg做水泥物检,其余50kg做混凝土试验。
1.3 分析
小磨控制的比表面积为(340±10)m /kg,根据以往的试验数据分析, 比表面积在300~400m /kg范围,比表面积每升高10 m /kg,28d抗压强度增加约1MPa,因该试验的实际值与中心值的偏差不大,故未对数据进行修正。水泥物检结果见表4。
1)在物料配比相同的情况下,根据已知的石膏化学成分分析,掺天然石膏的水泥SO,含量应高于氟石膏水泥,但从表中数据看,情况相反。原因是本试验SO,检测采用离子交换法,氟石膏中含有的氟离子导致测定结果偏高。
2)所有样品的安定性都合格,凝结时间相差不大。但国内有资料表明,氟石膏会导致水泥凝结时间延长,应引起足够的注意。
3)强度对比见图l。
从图l中可以看出,除干法线P•O 42.5水泥在掺氟石膏时强度略有升高外,湿法线氟石膏水泥28d抗压强度均略有下降。其中,湿法P•C 32.5水泥降幅最大,为7% ,干法线28d抗压强度升幅最大,也为7% 。
4)综合考虑,在水泥物理常规性能中,氟石膏水泥与天然石膏水泥无本质区别。
2 混凝土试验
2.1 试验材料
水泥:上述试验材料打制的小磨样品,分为天然石膏水泥与氟石膏水泥;
碎石:石灰石,粒径为5~25mm,连续级配;
砂:河砂,细度模数2.9;
水:自来水。
2.2 试验方法
混凝土试验配比为:
水泥:砂:碎石:水=330:678:l 157:185混凝土性能试验结果见表5,检测值为平行试验的平均值,混凝土试件作标准养护。
2.3 分析
从混凝土的试验结果来看,氟石膏水泥拌制的混凝土的泌水率、坍落度及经时损失、凝结时间都在正常范围;与天然石膏水泥拌制的混凝土比较,在综合和易性的3项指标方面,干法线的P•O 42.5氟石膏水泥略好于天然石膏水泥,而湿法线的氟石膏水泥则略差;在强度方面,两者相差不大。
3 水泥与减水剂的适应性试验
减水剂与水泥的适应性是困扰混凝土施工的重要问题,很多搅拌站为了找出与水泥相适应的减水剂,往往要进行大量的混凝土试验,我们在多年的混凝土试验中发现,以水泥净浆流动度试验方法为基础,加做经时流动度的方法,就可以判断其适应性。
试验标准:混凝土外加剂匀质性试验方法(GB/T8077—2000)。
试验方法:按水泥净浆流动度试验方法测出流动度后,把净浆倒入玻璃容器并加盖,静置30rain后重复流动度试验,测其经时流动度,观察净浆状况,包括净浆有无异常凝结、泌水多少等,以判定其适应性。
3.1 试验材料及结果
水泥:上述试验材料打制的小磨样品,分为天然石膏水泥与氟石膏水泥。
水:自来水。
减水剂:复合类,主要成分为萘和木钙。
试验数据见表6。
3.2 分析
我们挑选复合了木钙成分的减水剂,是因为含木钙的减水剂与掺不同石膏的水泥适应性差别较大。由表6可见,干法线的氟石膏水泥适应性好,其流动度30min无损失,主要原因是:干法熟料的烧成温度高,矿物晶体发育良好,fCaO含量低(见表1),从表2中看出,尽管干法、湿法熟料中C,S+C:S总量相差不大,但干法的比例相对合理;其次,干法熟料冷却快(干法线设计为水平推动篦式冷却机,现已改造成空气梁冷却形式),玻璃体含量较高。湿法线的氟石膏水泥与减水剂适应性普遍要差于天然石膏水泥,但其P•C 32.5水泥的差别不明显,原因可能是湿法P•C32.5水泥的熟料相对较少,其影响也相对变小。
4 结论
从水泥试验、混凝土试验和减水剂适应性试验来看,氟石膏水泥的性能基本正常,未发现氟石膏导致水泥、混凝土凝结时间延长的现象,并且,干法的氟石膏水泥有些指标甚至高于天然石膏水泥,如与减水剂的适应性方面。湿法氟石膏水泥在这方面略逊于天然石膏水泥,但我们可以通过调整氟石膏掺量、熟料矿物组成等进行改善。