0 引言
我国南北方夏季大多数地区炎热多雨, 空气湿度大, 冬季南方很多地区冬雨绵绵, 水泥辅材引入的水分较高, 水泥在库内存放过久, 容易出现结块架空现象, 轻则影响水泥库的正常使用, 严重的出现水泥质量波动大, 影响到混凝土的配制和搅拌。针对这一突出问题, 我们采用模拟水泥库内环境的方法, 研究长期存放水泥的性能变化情况, 同时研究了夏季库内水泥结块的原因及相应改善措施。
1 试验用原材料及仪器设备
仪器设备: 水泥试验磨机,全套物理检验仪器,混凝土振动台,烘箱,自制Ф100mm×120mm 圆铁筒。试验用硅酸盐水泥熟料取自于新浦瑞安熟料, 其化学分析及矿物组成见表1。石灰石取自于贵州扎佐石灰石, 石膏为重庆邻水天然二水石膏, 矿渣取自贵阳钢厂, 粉煤灰取自贵阳电厂, 助磨剂为CBA1110。
表1 熟料化学分析和矿物组成%

2 试验方案
本试验的目的是要考察助磨剂、水分和SO3 对水泥结块及长期存放水泥性能的影响。根据这一目的,配制了4 组试样, 各组试样的配比方案见表2。

表2 各组试样的配比方案%

3 试验步骤
将各组试样按比例准确称取配好后,用试验磨机磨制到比表面积为380m2/kg 左右,均分为两份,一份作原始强度检验,一份2kg 装入自制小筒(小筒内衬一层塑料袋),将小筒放到混凝土振动台上振动3min, 然后密封筒口, 将试样筒放到烘箱内, 在80℃左右保温3 个月(模拟库内存放环境)。3 个月后取出试样筒,将筒开封,打开塑料袋,倒出水泥,观察水泥的结块情况,并作各组试样的各项物理性能检验。
4 试验结果
不加助磨剂的试样(S1、S3) 结块较多, 并且大块比例较多, 大块碾碎后仍有小颗粒, 塑料袋破损开裂处有挂壁现象;加助磨剂的试样(S2、S4), 小块较多, 大块较少, 结块稍加振动自然粉化成细小颗粒。在成型过程中所有试样都有浆状气泡, S1～S4 呈递增趋势。试样的原始强度和存放3 个月后的物理性能见表3。

5 分析与讨论
5.1 助磨剂的影响水泥试样在存放之前, 加助磨剂水泥的3d、28d 的抗压强度明显提高,3d 抗压强度提高1.2MPa,28d 抗压强度平均提高2.2MPa。存放3 个月后,加助磨剂的试样, 在石膏掺量5.4%(水分0.74%)时, 3d 抗压强度下降7.4MPa; 在石膏掺量7.4%(水分0.87%) 时, 3d 抗压强度比原始强度下降15.8MPa;未加助磨剂的试样, 在石膏掺量5.4%(水分0.70%)时, 3d 抗压强度下降6.5MPa.; 在石膏掺量7.4%(水分0.97%)时, 3d 抗压强度比原始强度下降11.7MPa。可以看出: 加入助磨剂以后,水泥长期存放,强度
下降幅度增大,但其分散作用有利于防止水泥长期存放过程中的结大块现象。
5.2 水分的影响
水泥试样在存放之前,强度随水分的增加,略有增加。存放3 个月后,在水分0.70%时, 3d 抗压强度下降幅度平均近7MPa; 水分0.9%时, 3d 抗压强度下降幅度平均近14MPa。可以看出:随着水分的增加,水泥长期放置以后强度下降的幅度增大。
5.3 石膏的影响
水泥中的原始水分随着石膏掺量由5.4%上升到7.4%时, 出磨水泥的水分呈上升趋势, 平均上升0.2%。可以看出,石膏的增加,在一定程度上可以提高水泥的强度, 但也在一定程度上引入了水分, 影响水泥长期存放后的强度。
6 结论
1) 出磨水泥库内存放3 个月, 强度呈显著的下降趋势, 下降幅度为30%～50%左右, 下降幅度随水泥的水分增大而增加。因此, 要严格控制出磨水泥的水分在0.70%以下, 库内存放时间不要超过1 个月。
2) 使用助磨剂后, 有提高水泥强度的作用, 而且结块现象有所改善。说明助磨剂有减轻结块, 有助于分散的作用。但当水分大于0.7%时, 会导致长期存放的水泥强度降低幅度增加。
3) 如果水泥长期存放, 石膏不宜多加, 否则引起出磨水泥水分增加。可考虑用天然硬石膏部分替代二水石膏。
4) 国内水泥出库温度一般控制在低于100℃, 尤其在夏季和销售旺季, 出库水泥温度更加难以控制,多数情况下温度高于80℃, 所以本文考察了温度在80℃情况下的变化。
值得说明的是, 本试验样品是使用小磨磨制的,采用的是模拟水泥库存放条件, 对于大磨产品, 以及如何从水泥库内压力的分布特点, 分析研究水泥在库内休止角区和临近休止角区物料的堆积情况,来讨论水泥在库内的结块机理及改进措施,并作出水泥在库内长期存放强度的降低变化规律曲线,有效地避免因水泥在库内长期存放而导致的品质降低, 是我们下一步要开展的工作。

模拟水泥库环境研究长期存放水泥的性能变化.pdf