路面用水泥配比优化与基本性能验证

刘志胜+杨文尚 刘鹏飞

摘要：为了分析水泥配比、混合材比例及助磨剂对水泥基本性能的影响，对不同水泥熟料配比、混合材、助磨剂掺量的水泥进行细度、标准稠度、凝结时间、抗压与抗折强度测试。结果表明：随着水泥熟料用量的增加，普通硅酸盐水泥的比表面积减小，安定性不受影响，强度增加；随着助磨剂掺量的增加，水泥的比表面积变化相对明显，对水泥的抗压强度、抗折强度都没有明显的影响。

关键词：水泥配比；组成优化；助磨剂；基本性能

中图分类号：U416.216文献标志码：B

Proportion Optimization of Cement for Pavement and Verification of Fundamental Characteristics

LIU Zhisheng1， YANG Wenshang2， LIU Pengfei1， SUSAN Tighe3

（1. Key Lab of Highway Construction and Maintenance Technology in Loess Region of Ministry of Transport，

Shanxi Transportation Research Institute， Taiyuan 030006， Shanxi， China； 2. Shuozhou New Age Cement

Co.， Ltd. of Sunnsy Group， Shuozhou 036000， Shanxi， China； 3. Centre for Pavement and Transportation

Technology， University of Waterloo， Waterloo N2L3G1， Ontario， Canada）

Abstract： In order to analyze the effect of cement ratio， proportion of mixed materials and the grinding aids on the fundamental characteristics of cement， tests on the fineness， standard consistency， setting time， compressive strength and flexural strength were carried out with different clinker ratios， mixed materials and different amounts of grinding aids. The results show that with the increase of clinker， the specific surface area of ordinary Portland cement decreases， and the stability is not affected while the strength increases； with the increase of the content of grinding aids， the change of specific surface area of cement is relatively obvious， which has no obvious effect on the compressive strength and flexural strength of cement.

Key words： proportion of cement； composition optimization； grinding aid； fundamental characteristic

0引言

由于水泥混凝土路面具有承载力高、使用寿命长、养护费用低等优点，且现在水泥、钢材原料价格低，建设成本远低于沥青路面[14]。故导致水泥混凝土路面修筑面积减少的根本原因在于水泥混凝土路面行车舒适性差，路面裂缝渗水对路基冲刷造成水损害严重[58]。水泥混凝土开裂的原因在于水泥热胀冷缩现象明显，在其收缩过程中，脆性表现明显，难以发挥应有的强度[911]。为此，本文从水泥的材料组成进行系统的试验研究，分析水泥配比混合材比例及助磨剂对水泥基本性能的影响，研究其对水泥细度、稠度、凝结时间、抗压与抗折强度的影响规律，为道路用水泥的材料组成优化奠定基础。

1原材料

1.1水泥熟料

试验所用水泥熟料产自朔州山水新时代水泥有限公司。将生产的熟料（取样点设在出窑熟料输送机处，每小时取样一次，每次取样约2 000 g）混匀，经颚式破碎机破碎至粒度小于5 mm，测试的水泥熟料化学成。

2.4助磨剂对不同配比水泥性能的影响

为研究助磨剂对不同配比水泥性能的影响，以助磨剂用量0.05%为最佳用量（粉磨时间30 min），测试不同配比水泥的相关性能，测试结果如表11、12所示。

从表11可以看出，在相同的助磨剂用量下，不同配比的水泥筛余比相差不大，但比表面积有所不同。随着熟料比例的增加，水泥的比表面积逐渐减小，这说明熟料的增加、石子的減小使得45 μm以下颗粒总含量不变，而使5～45 μm内的某一更小阶段范围的颗粒含量减少，颗粒阶段范围内的含量变化将对水泥材料的力学性能产生影响。

从表12可以看出，对于不同配比的水泥，水泥熟料的增加、石子的减少使稠度呈现先减小后增大的趋势；凝结时间先增大后减小，这也验证了水泥细颗粒含量减小的规律。分析水泥3、28 d的抗压和抗折强度，都表现出明显的增大趋势。因此，在水泥加工过程中保证水泥熟料的添加量，对保证水泥的强度具有直接作用。endprint

3结语

（1）随着水泥熟料用量的增加，硅酸盐水泥的比表面积减小；同时，硅酸盐水泥的抗压、抗折强度都呈现增加的趋势，以熟料用量45%为转折点，强度值增长率增大。

（2）隨着矿渣掺量的减少粉煤灰用量的增加，水泥的细度明显增加，比表面积增加；水泥稠度增加，初凝时间和终凝时间都有延长的趋势。

（3）随着助磨剂掺量的增加，水泥的比表面积变化相对明显，对水泥的抗压强度、抗折强度都没有明显的影响。

（4）随着熟料比例的增加，水泥的比表面积逐渐减小，水泥3、28 d的抗压和抗折强度，都表现出明显的增大趋势。

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[责任编辑：党卓钰]endprint