对水泥标准稠度用水量的一点思考.docx

对水泥标准稠度用水量的一点思考目录1.序言1?标准稠度用水量预测与快速测定2?水泥胶砂外观估测法2?经验判断法2?代用法+标准法配合快速测定法3?水泥标准稠度用水量的影响因素3?水泥颗粒级配和形貌3?水泥细度4?混合材的品种4?水泥中C3A的含量4?助磨剂的使用43.6.石膏的使用43.7.水泥温度43. 8.混合材因素5?水泥标准稠度用水量与混凝土综合性能的关系54. 1.概述5?水泥标准稠度用水量与混凝土水胶比的关系5?水泥标准稠度用水量与混凝土强度的关系6?水泥标准稠度用水量与混凝土耐久性的关系7?结语71.序百在现行国家标准水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法GBT13462011中，主要介绍了水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法。此标准明确了：达到标准稠度的水泥浆是检验水泥凝结时间、安定性的基础，这一点是没有任何问题的。在该标准中，问题主要出在“水泥标准稠度用水量”这一概念上，本来在工程中，“用水量”的“大小”或者“多少”应该用“g”或者“mL”来表示,而在该标准中却用“水泥质量的百分比计”。这种表达方式有违常理。从此名词的含义上解读，结合土木工程一贯的思路来理解，似乎定义为“水泥标准稠度用水率”或“水泥标准稠度水胶比”更为符合原意。显而易见，从汉语言角度来解读此概念，词不达意，长此以往，极易给初学者带来理解上的障碍。尽管“水泥标准稠度用水量”这一概念在理解上容易引起歧义，但它对水泥混凝土各种性能的影响却是深远的。尽管如此，在尊重现行国家标准以及行业内长期以来约定俗成的习惯前提下，为了不至于引起读者的歧义和误解，下文中凡是涉及到与此有关的概念时仍然采用原提法。标准稠度用水量预测与快速测定水泥胶砂外观估测法在水泥胶砂搅拌和成型过程中，根据拌合物的状态，粗略预测水泥的标准稠度用水量。表1胶砂状态与预测用水量序号胶砂状态预测用水量(g)勺子搅胶砂阻力胶砂外观及情况振实60次后1阻力感很强明显偏干，粗砂颗粒呈现松散状，阻力感很强明显偏干，粗砂颗粒呈现松散状，明显偏干，粗砂颗粒呈现松散状，粘聚性差表面出现少量“泛浆”1301352有阻力，但阻力不大表面出现乳状水泥浆体表面明显“泛浆”1251293阻力很小出现大量乳状水泥浆液表面近似流动的“泛浆"120124经验判断法表面出现少量“泛浆“1301352有阻力，但阻力不大表面出现乳状水泥浆体表面明显“泛浆”12512931301352有阻力，但阻力不大表面出现乳状水泥浆体表面明显“泛浆“1251293阻力很小出现大量乳状水泥浆液表面近似流动的“泛浆''120124经验判断法2有阻力，但阻力不大表面出现乳状水泥浆体表面明显“泛浆U251293阻力很小出现大量乳状水泥浆液表面近似流动的“泛有阻力，但阻力不大表面出现乳状水泥浆体表面明显“泛浆”1251293阻力很小出现大量乳状水泥浆液表面近似流动的“泛表面出现乳状水泥浆体表面明显"泛浆”1251293阻力很小出现大量乳状水泥浆液表面近似流动的“泛浆”120124经验表面明显“泛浆“1251293阻力很小出现大量乳状水泥浆液表面近似流动的“泛浆U20124经1251293阻力很小出现大量乳状水泥浆液表面近似流动的“泛浆“120124经验判断序号胶砂状态预测用水量(g)勺子搅胶砂阻力胶砂外观及情况振实60次后浆“120124经验判断法浆“120124经验判断法判断法验判断法法3阻力很小出现大量乳状水泥浆液阻力很小出现大量乳状水泥浆液出现大量乳状水泥浆液表面近似流动的“泛浆”120124表面近似流动的“泛浆”120124经验判断法120124经验判断法经验判断法水泥净浆接近标准稠度用水量时，净浆不不粘搅拌锅壁和叶片，随着叶片的转动，翻腾为花瓣形(橘子瓣形)，搅拌结束后用勺子搅拌，感觉不软不硬，手感好。代用法+标准法配合快速测定法在测定标准稠度用水量时，可以先用代用法(固定用水量1425mL,测定出试锥在水泥净浆中的下沉深度Smm),根据计算公式P=33.4-0.185S计算出该水泥标准稠度用水量P(%),再用标准法进行试验验证。根据试杆沉入水泥净浆的深度调整用水量，一般来说用水量每增减ImL,试杆沉入距底板减增Imm2mm,可以作为微调用水量的依据。?.水泥标准稠度用水量的影响因素从事水泥检测的人都有这样的体会：做水泥标准稠度试验时，水泥标准稠度用水量很不容易控制，特别是遇到检测陌生水泥或者水泥质量稳定性较差时,这种现象更加突出。事实上，水泥标准稠度用水量的影响因素较多，现简单总结如下。?.1.水泥颗粒级配和形貌水泥颗粒平均直径越大，也就是细度越粗，颗粒分级越少，颗粒之间堆积时的空隙率就越大，这样水泥颗粒之间包裹的拌合用水就越多，这就会造成水泥标准稠度用水量较大的假象。?.2.水泥细度一般来说，水泥细颗粒含量越多，水化时需水量越大。众所周知，水泥颗粒越细，水泥水化速度越快。有研究表明，水泥水化较快的平均颗粒直径为小于40m(0.04mm),但水泥平均颗粒直径小于10m(0.01mm)时，水泥的标准稠度用水量明显增加。?.3.混合材的品种水泥生产商出于增加水泥品种、降低生产成本等多方面考虑，在生产水泥时会掺加若干种混合材料，比较常用且成本较低的混合材有粉煤灰、火山灰、烧黏土、沸石、窑头灰等等，这些混合材大多表面孔隙率较大，它们掺量较大时，会增加水泥标准稠度用水量。?.4.水泥中C3A的含量水泥中C3A的水化速度特别快，其含量高的水泥需水量就比较大。在水泥熟料矿物中，C3A活性最高，反应速率快，对水泥的早期水化和混凝土的流变性影响较大。随着C3A含量的增加，熟料的标准稠度用水量也增加。C3A含量在某一范围内对水泥标准稠度用水量的影响不呈线性关系，但水泥中C3A含量高于该范围最大值时，标准稠度用水量会明显增加，低于该范围最小值时标准稠度用水量会明显下降。?.5.助磨剂的使用水泥助磨剂一般都是表面活性剂，水泥生产商在粉磨水泥时，如果添加助磨剂，往往会增加水泥的标准稠度用水量。3.6.石膏的使用石膏的形态不同，溶解速度不同，对水泥的影响也不相同。水泥中的C3A遇水反应速度快，石膏作水泥调凝剂时，应含有一部分溶解度较快的半水石膏才能有效控制水泥水化。尤其是C3A含量高的水泥，半水石膏量的增加可以降低标准稠度用水量。因此，在水泥生产过程中，往往要求磨机出料口具有一定的温度使部分石膏脱水变成半水石膏。天然石膏与脱硫石膏具有不同的脱水温度，脱硫石膏的脱水温度较天然石膏高20左右。3.7.水泥温度水泥温度过高容易引起大量石膏脱水形成半水石膏，大量的半水石膏迅速溶解硬化使水泥浆体失去流动度，造成拌和物假凝现象。其次，温度较高的水泥因静电吸引容易产生聚结，影响标准稠度用水量和与外加剂的相容性。水泥温度低于75C时，标准稠度用水量变化不大，当水泥温度超过100C后，标准稠度用水量大幅度增大。3.8.混合材因素混合材种类、品质和掺量也会对水泥标准稠度用水量产生影响，如烧失量低的优质粉煤灰在一定掺量范围内可以降低水泥标准稠度用水量，但质量差的粉煤灰会增加标准稠度用水量。?.水泥标准稠度用水量与混凝土综合性能的关系4.1.概述从事土木工程试验检测的同行都清楚，在进行水泥混凝土配合比设计之前，应首先对水泥的各种物理性能进行检测。在现行国家标准中，规定了硅酸盐水泥必检物理性能指标包括：水泥的初终凝时间，安定性和强度等，同时规定了选择性指标即碱含量和细度。但该标准对于水泥标准稠度用水量却没有提出任何约束要求，只是把它作为测定水泥凝结时间，安定性的一个基准，没有把它作为一个技术指标考虑。事实上，水泥标准稠度用水量不但对水泥凝结时间，安定性产生很大影响，而且对水泥混凝土的许多性能都会产生一定的影响。尽管在各种技术标准规范中对水泥标准稠度用水量也没有明确的技术指标，但是在实际施工中，水泥标准稠度用水量的大小却对混凝土的工作性能，力学性能和耐久性都会产生一定的影响。我们研究团队在多年的混凝土配合比设计及施工实践中，积累了大量这方面的一手资料。?.2.水泥标准稠度用水量与混凝土水胶比的关系水泥标准稠度用水量是指达到标准稠度消耗的拌和用水的质量，除以500g水泥质量的百分率；混凝土水胶比是指拌和用水与胶凝材料总和之比。为研究二者之间的关系，选取了五种不同品牌普通硅酸盐水泥，用这五种水泥分别做了水泥标准稠度用水量对比试验，混凝土工作性对比试验，对比的混凝土未掺加外加剂，混凝土强度等级均采用C3O,对比混凝土采用的粗细集料相同，配合比相同：水泥：细集料：粗集料360：737：1105o下表是两者关系对比数据。»1水泥性能与混凝土工作性能对比不同品牌水泥标性触炯吟安定住Ui对比IMK用水置顺鳗C-A水股比三对以/%Wfi时网mnZnvnP(M2J水泥A26.7!822380.50.5585P.0C.5<jgB27.61902451.00.5780P(M25水泥C213侬2521.00.5885R32.5水泥D29.12112781.50.6080P.(M2J水泥E29.8232297I.S0.63研究结果显示：在混凝土坍落度基本相同的条件下，混凝土的水胶比却不相同，这一点即可证明水泥的标准稠度用水量是影响混凝土水胶比的一个重要因素，同时也可证明，在水泥的矿物组成（特别是C3A含量）、化学成分、混合材、助磨剂等的化学成分均比较正常，基本符合水泥国家标准和生产商厂控标准前提下，水泥标准稠度用水量与混凝土水胶比基本成正比。?.3.水泥标准稠度用水量与混凝土强度的关系一般来说，在原材料相同条件下，混凝土强度与水胶比成反比。本次对比试验采用的原材料与2.1对比试验采用的原材料、混凝土配合比均完全相同，本对比项目主要涉及混凝土不同龄期的抗压和抗折强度。表2是两者关系对比数据。表2水泥性能与混凝土力学性能对比不同品牌水泥林盛胸度Ut撷比.据土抗折总度/MP.彼盘上找圻强Ir/MP.对比骷I对比项tU/%7d2Sd7d2SdP.(M25水泥A29.80.6317.227.83.148P.042.5水泥B29.10.6020.030.53.55.1P.O42.5水泥C28.30.5818.528.2184.9POC5水泥D27.60.5718.129.83.35.0ROa5水泥E26.70.5521.231.73.85近百“4.2”的研究结果表明，水泥标准稠度用水量与混凝土水胶比之间存在一定的联系，在一定条件下，二者之间成正比关系。大量工程实践表明，当水泥的矿物组成（特别是C3A含量）、化学成分、混合材、助磨剂等的化学成分出现异常变化时，水泥标准稠度用水量与混凝土水胶比之间的关系变化比较复杂，两者之间不再保持正比关系。本研究表明，当影响水泥性能的上述各种因素比较稳定，其组成在质量标准控制范围内时，水泥标准稠度用水量与混凝土的强度基本成反比关系。?.4.水泥标准稠度用水量与混凝土耐久性的关系混凝土水胶比与耐久性存在极其密切的关系，依据2.2的研究结果，水泥标准稠度用水量与混凝土水胶比之间，在一定条件下，二者成正比关系，由此可以推断：水泥标准稠度用水量与混凝土耐久性之间也存在密切关系。为验证这一结论，我们研究团队进行了多组这方面的研究，研究选取了五种不同品牌普通硅酸盐水泥，用这五种水泥分别做了水泥标准稠度用水量对比试验，混凝土冻融循环对比试验，混凝土氯离子渗透对比试验。对比的混凝土未掺加外加剂,混凝土强度等级均采用C40,对比混凝土采用的粗细集料相同，配合比相同：水泥：细集料：粗集料415：710：1065o下表是比较有代表性的一组研究数据。表3水泥性能与混凝土耐久性对比稠品嘛混1«±冻IHI环试*（快快法501WW）对网血小屋/%相对动谭现t%率,RCM法xD1电H法/eRCM2.5水泥A26.70.4760.67.823.15000P.OI2.5水泥B27.60.4958.96.825.55300RQttJ水泥C28.30.5156.58.732.S5670P(M15水也D29.10.505148.928.35附片P.82.5水泥E29.80.5350.59.633.85900-1研究结果显示，在混凝土不掺加外加剂前提下，选用标准稠度用水量较大的水泥时，用其配制的混凝土耐久性相对较差。?.结语水泥标准稠度用水量是水泥生产商和水泥用户用于水泥质量控制的一个重要参数，同时又是影响混凝土质量的一个重要参数。尽管有些规范对其命名方式有待商榷，但不影响对其使用和研究。它对混凝土性能影响主要包括。在水泥质量正常时，水泥标准稠度用水量与混凝土水胶比成正比关系。在水泥质量正常时，水泥标准稠度用水量与混凝土力学性能基本成反比关系。在水泥质量正常时，水泥标准稠度用水量与混凝土耐久性成反比关系。