不同混合材料对水泥需水性影响的试验研究

摘要：本文论述了在其它条件相同时，页岩渣、底炉渣、矿渣等不同混合材料品种、掺量、比面积变化对水泥需水性的影响。

关键词：混合材料;水泥需水性;研究

1﹒引言

在用水泥制备净浆、砂浆或拌制混凝土时，都需加入一定的水，这些水一方面与水泥水化使其凝结硬化，另一方面是使之具有一定的流动性，便于施工。因此，需水性是水泥的重要建筑性质之一，在相同条件下，需水量越小，水泥石质量越高，因此研究水泥的需水量大小有着重要意义。表示需水量大小的一般有标准稠度用水量和定水灰比下的流动度两种。影响水泥标准稠度用水量（简称标准稠度）的因素很多，本文旨在探讨在其它条件相同时，不同混合材料品种、掺量、比面积变化对水泥需水性的影响。

2﹒材料、试验方式

2﹒1熟料和石膏

试验用的熟料密度为3.17g/m3，其化学成份和矿物组成见表1，物检结果见表2，石膏化学成份见表3。

2﹒2混合材料

试验用的混合材料为广东茂名页岩渣、广西来宾八一锰矿的矿渣，广西合山电厂的烧煤锅炉底炉渣（以下简称底炉渣），主要化学成份见表4。

2﹒3试验方法

标准稠度用水量按GB1346 -2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》测定，水泥胶砂流动度按GB/T2419 -2005 《水泥胶砂流动度测定方法操作》测定。

3﹒试验结果与分析

由于熟料与页岩渣、底炉渣、矿渣硬度不同，本试验采用了熟料+石膏与页岩渣、底炉渣、矿渣分别粉磨工艺，用φ500mm×500mm小磨进行杋械混合。根据混合材料影响水泥需水量的因素列出了3个二因素三水平表（见表5、表6、表7），作正交试验，考察水泥标准稠度需水量、胶砂流动度变化，试验结果安排见表8，试验结果分析见表9，并将表9结果绘成图一～图四。

3﹒1混合材料品种对标准稠度、胶砂流动度的影响

从表9可见，掺不同的混合材料时水泥的标准稠度、胶砂流动度极差R从大到小排列为：

R标准稠度（掺底炉渣）﹥R标准稠度（掺页巖渣）﹥R标准稠度（掺矿渣）············①

R胶砂流动度（掺页岩渣）﹥R胶砂流动度（掺底炉渣）﹥R胶砂流动度（掺矿渣）············②

①式表明条件相同时，混合材料品种对标准稠度影响最大的为底炉渣，其次为页岩渣，影响最小的是矿渣;

②式表明混合材料品种对胶砂流动度影响最大的为页岩渣，其次为底炉渣，影响最小的是矿渣。

3﹒2混合材料比面积对标准稠度、胶砂流动度的影响

从表9可见，混合材料比面积不同时水泥的标准稠度、胶砂流动度极差R从大到小排列为：

R标准稠度（页岩渣比面积）﹥R标准稠度（底炉渣比面积）﹥R标准稠度（矿渣比面积）············③

R胶砂流动度（页岩渣比面积）﹥R胶砂流动度（底炉渣比面积）﹥R胶砂流动度（矿渣比面积）············④

③、④式中表明混合材料比面积、标准稠度对胶砂流动度影响最大的是页岩渣比面积，其次是底炉渣，影响最小的是矿渣;且均随着混合材料比面积增大，标准稠度需水量也随之增大，而胶砂流动度则减少。这是因为混合材料磨得越细，颗粒比面积越大，与水接触面积就越大，水化也越快，因此，需水量也在增加，胶砂流动度则相对减少。

3﹒3混合材料的掺入量对标准稠度、胶砂流动度的影响

从表9可见，混合材料的掺入量不同时水泥的标准稠度、胶砂流动度极差R从大到小排列为：

R标准稠度（底炉渣比面积）﹥R标准稠度（页岩渣比面积）﹥R标准稠度（矿渣比面积）············⑤

R胶砂流动度（页岩渣比面积）﹥R胶砂流动度（底炉渣比面积）﹥R胶砂流动度（矿渣比面积）············⑥

⑤式中表眀：混合材料掺量对标准稠度影响大最的是页岩渣掺量，其次是底炉渣，影响最小的是矿渣。而页岩渣、底炉渣随着掺量增加，标准稠度需水量也增加，这是因为页岩渣，底炉渣本身需水量是很大的，因而随着掺入量的增加，需水性也增大，而矿渣随着掺入量的增加，填充的熟料颗粒之间孔隙增多，排岀孔隙水增多，因此需水量少。

⑥式中表明：混合材料掺量对胶砂流动度影响最大的是页岩渣掺量其次是底炉渣，影响最小的是矿渣，而且随着混合材料掺量增大，胶砂流动度则增大，这是因为页岩渣、底炉渣均属火山灰性混合材料，除本身需水性较大外，自身均有一定塑性粘度，特别是页岩渣，其塑性粘度更大，这就影响了其胶砂流动度的大小。

4﹒结论

（1）页岩、底炉渣、矿渣三种混合材料对普通酸盐水泥需水性都有影响，其中页岩渣对水泥需水性影响最大，其次是底炉查，矿渣影响最小;

（2）随着页岩渣、底炉渣、矿渣比面积增长，水泥胶砂流动度减小;

（3）随着页岩渣、底炉渣、矿渣的掺量增大，其水泥标准稠度需水量增大，但掺矿渣的水泥标准稠度需水量则相对较小;随着页岩渣、底炉渣的掺量增大其胶砂流动度减小，而矿渣的掺量增大其胶砂流动度则增大;

（4）熟料+石膏+矿渣粉磨后可制得需水量低而流动度大的普通硅酸盐水泥，以满足建筑工程的需要。

参考文献：

[1]汪澜，《水泥工程师手册》，中国建材工业出版社，1998年1月;

[2]李明豫，丁卫东，《地方水泥企业化验室工作手册》，中国工业出版社，1994年10月;

[3]金良超，《优化试验》，国防工业出版社，1988年7月。

作者简介：黄宁康，男，1964.11，广西理工职业技术学校高级讲师，研究方向：建筑材料研究。