浅谈水泥需水量问题及“粉煤灰”的真假判定

决定水泥需水量的主要因素包括以下几个方面

(1)从矿物组成来看,C3A的标准稠度需水量,C2S最小,大致顺序C3A>C3S>C4AF>C2S,即与水化速度大小基本一致。C3A的含量与标准稠度需水量成线性关系。

(2)熟料中碱含量增加,水泥标准稠度需水量增大,这是国内外水泥研究工作者得到的共同结论。实验研究表明,当水泥碱含量从1.0%增加到2.%时,标准稠度需水量从27.3%增加到30.3%。

(3)水泥比表面积为300~400m2/kg时,若水泥粒径分布斜率n和熟料反应活性不变,比表面积每增加100m2/kg,则水泥标准稠度需水量增加1.6%。其中水泥粉体空隙率增加和形成水膜的物理因素导致水泥需水量增加0.8%,熟料反应面积增加所引起的化学因素导致水泥需水量增加0.8%。

(4)混合材种类和掺量对水泥标准稠度需水量有很大的影响。有些混合材可降低需水量,有些可使需水量基本保持不变,有些则可能大大增加水泥标准稠度需水量。随着石灰石掺量增加,水泥标准稠度需水量下降。当掺量从0增加到30%时,需水量从25.0%下降到23.6%。这主要是石灰石比熟料易磨,在相同粉磨条件下,石灰石比熟料更细,因此能填充熟料颗粒之间的空隙,减少其空隙用水。另一方面,石灰石基本上是惰性的,不与水起化学反应。其他混合材从0增加到30%时,水泥需水量分别为:掺入矿渣水泥需水量仍为25.0%左右;掺沸石则提高到28.6%;掺粉煤灰为25.6%,略有增加;掺煤矸石增加到27.0%。

(5)石膏对需水量的影响,石膏的形态通常有生石膏(CaSO4·2H2O)、天然硬石膏(CaSO4)、半水石膏(CaS O4·0.5H2O)、可溶性硬石膏(CaSO4)。天然硬石膏和生石膏的溶解度相近,可溶性硬石膏和半水石膏的溶解度相近。但是,它们的溶解速率有很大的差别,半水石膏溶解速率快,天然硬石膏比生石膏的溶解速率慢得多,可溶性硬石膏是用生石膏或半水石膏有控制地脱水制成的,溶解速率慢。因此它们之间的匹配也影响水泥的流变性能。活性高的C3A溶解快,水泥中早期Ca2+和的水平高,所用的石膏中应有适量溶解速率快的组分;活性低的C3A溶解较慢,水泥中的Ca2+和不应在早期消耗完,应当在后期还有一定的水平,故所用的石膏中应有适量溶解速率慢的组分。不同掺量的脱硫石膏与天然石膏相比较,对水泥物理性能的影响不大,水泥ld强度掺脱硫石膏好于掺天然石膏,但水泥后期强度掺天然石膏好于掺脱硫石膏。随着脱硫石膏掺量的增加,水泥标准稠度用水量相应减小。

(6)颗粒特性对需水量的影响水泥中颗粒分布越窄,堆积空隙率越大,标准稠度用水量越大;水泥颗粒形貌越好,圆度系数越高,与水接触表面积越小,标准稠度用水量越小。不同的粉磨工艺磨制的水泥颗粒分布和颗粒形貌有所差别,与圈流磨水泥相比,开流磨水泥颗粒分布较宽,圆度系数大,需水量小,辊压机预粉磨会使水泥标准稠度用水量略有增加。圆度系数是指:与颗粒投影面积相等的圆周长和颗粒投影面积的周长之比。

 

简析几种常见“粉煤灰”及如何鉴定

1、“脱硫灰”

采用循环流化床锅炉工艺可以燃烧高硫煤,为了减少SO2的排放,往往需要采取脱硫措施,产生的粉煤灰即CFB脱硫粉煤灰。它含有大量的硫化物或硫酸盐(如石膏等),不同于传统的粉煤灰。未经测试贸然用于混凝土,会造成严重的混凝土开裂和崩解现象。现行的粉煤灰标准虽有SO3含量限制,但对“脱硫灰”的检验判定缺乏针对性。

现在的粉煤灰含有大量的硫化物或硫酸盐(如石膏等),不同于传统的粉煤灰。未经测试贸然用于混凝土,会造成严重的混凝土开裂和崩解现象。现行的粉煤灰标准虽有SO3含量限制,但对“脱硫灰”的检验判定缺乏针对性。  

2、“脱硝灰” 

为了减少燃煤过程中NOx的排放,需要在燃煤过程中进行“脱硝”处理,脱硝工艺不当可能会造成粉煤灰中残留一部分的NH4,当粉煤灰与水泥搅拌时,遇到碱性环境会释放出NH3(氨气),在混凝土塑性阶段产生大量气体。  

3、“浮黑灰” 

现代燃煤工艺中,为了提高燃煤效率或电厂的某些特殊操作要求,会在燃煤过程中添加柴油或者其他油性物质作为助燃剂,这些助燃剂不能完全燃烧,会在粉煤灰中存留油分。特别是粉煤灰经过分选后,收集的粉煤灰会含有更多的未燃尽油分,用于拌制混凝土,这些油分上浮,在混凝土中表现为漂浮的黑色油状物。这种粉煤灰被称为“浮黑灰”。

 

如何鉴定

1、有经验的检验员往往仅通过观察粉煤灰的颜色,可以对粉煤灰的细度和烧失量做到心中有数。

粉煤灰外观类似水泥,颜色在乳白色到灰黑色之间变化,粉煤灰的颜色是一项重要的质量指标,可以反映含碳量的多少和差异,在一定程度上也可以反映粉煤灰的细度。颜色越深,粉煤灰粒度越细,含碳量越高。

粉煤灰有低钙粉煤灰和高钙粉煤灰之分。通常高钙粉煤灰的颜色偏黄,低钙粉煤灰的颜色偏灰。粉煤灰颗粒呈多孔型蜂窝状组织,比表面积较大,具有较高的吸附活性,颗粒的粒径范围为0.5~300μm。并且珠壁具有多孔结构,孔隙率高达50%—80%,有很强的吸水性。除了自然外观,还可以加水搅拌对粉煤灰进行观察。在一烧杯水中,适量加人粉煤灰快速搅匀,查看水面上是否漂浮有黑灰,用以检查粉煤灰中的含炭量大小;若粉煤灰颜色发黑且有异味,水面有油珠,这种粉煤灰应为浮油灰,应退货。含有较高游离 CaO和SO3的脱硫灰加水搅拌后,溶液呈碱性,滴入酚酞试剂,呈现红色。为防止因 Ca(OH)2和水化硫铝酸钙的体积膨张而导致的混凝土开裂,必须退货。其次还可以闻气味。取适量的粉煤灰和水泥放在烧杯中加水搅拌成浆体的过程中,如果能闻到刺鼻的氨气味道,该粉煤灰可判定为脱硝灰。

2、采购工作要到位

合同中,搅拌站必须对粉煤灰的各项技术指标提出具体要求,进厂验收时若不能完全满足要求,则予以退货或降价处理;还要明确规定如果因为粉煤灰的质量问题,所造成的一切损失,由供货方负责;商砼企业对来自同一货源、同一生产厂家的每一批粉煤灰,要求供货方必须提供粉煤灰合格证,并附有第三方检测单位的检测报告。一旦发现供方在供货过程中有欺诈行为,可随时终止合同,并给予经济处罚。

3、验收抽样怎么做?

改换传统取样方法和位置,即在直径为100mm的粉煤灰上料钢管上,距离地面垂直高度约1.5米的位置,焊接一个取样专用龙头,可以在粉煤灰卸料过程中的任何时段随机取样,并公开告知粉煤灰供货商,如果在同一车中发现两次取样的结果不一样,将受到严厉惩罚。化学检测粉煤灰是高温烧结而成,用盐酸或混凝土公司洗车用的草酸与其混合不会反应,而假灰的主要成本是CaCO3一遇酸马上会产生气泡。烧失量的检测 粉煤灰的烧失量:Ⅱ级  <   8%  ,Ⅲ级  <   15% ,假灰烧失量一般在19%以上。混凝土试配 ,粉煤灰和假灰在相同掺量的混凝土中 1、假灰(石灰石粉)替代粉煤灰混凝土拌合物会出现塌落度降低,保水性差,同时出现轻度泌水和分层现象。2、混凝土的强度有明显降低的现象。 


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