孫書靜

立窯水泥在高層建筑結(jié)構(gòu)使用中存在的問題

孫書靜

上世紀(jì)九十年代，國內(nèi)外混凝土技術(shù)有了很大的發(fā)展，開發(fā)和應(yīng)用了高強(qiáng)混凝土、高耐磨混凝土和高強(qiáng)自密實(shí)混凝土等。我市高層建筑采用的高性能、高強(qiáng)度混凝土也已推廣應(yīng)用，在選用水泥的品種和等級上存在著較大的差異，有的選用回轉(zhuǎn)窯水泥，有的選用立窯水泥，有的兩種水泥同時(shí)搭配使用，有的建筑開發(fā)商在利益驅(qū)動下，在重要結(jié)構(gòu)項(xiàng)目上選擇立窯水泥，這對工程質(zhì)量存在很大的風(fēng)險(xiǎn)。

一、生產(chǎn)工藝帶來的質(zhì)量差異問題

立窯水泥經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在產(chǎn)品質(zhì)量上雖然有很大提高，但是，它與干法回轉(zhuǎn)窯水泥質(zhì)量相比，總體上還存在較大差距，主要表現(xiàn)在水泥早期強(qiáng)度偏低，32.5強(qiáng)度等級的產(chǎn)量多，42.5強(qiáng)度等級的產(chǎn)量少，水泥凝結(jié)時(shí)間偏長，標(biāo)準(zhǔn)稠度加水量偏高，出廠水泥均勻性不穩(wěn)定。干法回轉(zhuǎn)窯燒出的熟料質(zhì)量均勻穩(wěn)定，在煅燒工藝方面，它的傳熱傳質(zhì)較快，熱力強(qiáng)度集中，熟料質(zhì)量達(dá)到一級品以上。因此，用于高層建筑的混凝土選擇立窯水泥尤需要引起重視。

立窯燒出的熟料質(zhì)量不均勻，熟料f-cao＞2%，熔劑礦物偏多，硅酸鹽礦物偏少，部分立窯企業(yè)為了降低熟料燒成溫度，增加液相量，擴(kuò)大燒成溫度范圍，采用了螢石礦化劑的配料技術(shù)，它導(dǎo)致了水泥凝結(jié)時(shí)間延長，由此帶來了混凝土凝結(jié)硬化緩慢，泌水性增加，抗?jié)B能力下降，影響了混凝土的安全性。熟料早期強(qiáng)度低，后期增長較高（見表 1）。

表l 回轉(zhuǎn)窯與立窯熟料的率值和礦物組成的對比

二、混凝土早期強(qiáng)度低的問題

水泥早期抗壓強(qiáng)度低，一直是立窯企業(yè)需要解決的技術(shù)難題。一般早強(qiáng)型水泥，3d抗壓強(qiáng)度增長率要達(dá)到28 d抗壓強(qiáng)度的50%，而一般立窯水泥的3d與28d抗壓強(qiáng)度＞50%的比例較少。水泥早期強(qiáng)度增長率低，它影響混凝土的施工周期。水泥早期抗壓強(qiáng)度低，與生產(chǎn)工藝配料有一定的關(guān)系。我們還不夠或沒有充分認(rèn)識到水泥性能對混凝土質(zhì)量的影響，水泥企業(yè)只要檢測3d、28d達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度和其它指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)，就可以出廠，很少關(guān)注最終產(chǎn)品混凝土的性能和質(zhì)量。水泥早期強(qiáng)度高有利于提高混凝土質(zhì)量，可以預(yù)防早期混凝土裂紋。混凝土表層極易出現(xiàn)裂紋，它是混凝土過早損壞的根源之一。產(chǎn)生裂紋的原因雖很多，但重要的原因是混凝土早期強(qiáng)度低，加之養(yǎng)護(hù)不充分，混凝土表層由于振搗和靜力液壓的作用，會產(chǎn)生水和水泥凈裝的富集層，使表層強(qiáng)度低于內(nèi)部強(qiáng)度，表層結(jié)構(gòu)較松。采用早期強(qiáng)度低的水泥，若沒有充分養(yǎng)護(hù)，混凝土出現(xiàn)裂紋的危險(xiǎn)性較大，而采用早期強(qiáng)度高的水泥，混凝土出現(xiàn)裂紋的較小，養(yǎng)護(hù)時(shí)間可以縮短。提高水泥早期強(qiáng)度有利于提高混凝土質(zhì)量，還可以提早拆模板，提早投入使用。

有的立窯水泥企業(yè)為了降低生產(chǎn)成本，超標(biāo)準(zhǔn)多摻混合材，改變了水泥品種，名曰普通水泥，實(shí)為復(fù)合水泥。一般多摻混合材以后，都要影響水泥的早期強(qiáng)度，其中摻火山灰類混合材料，對混凝土的質(zhì)量影響大。有的立窯水泥參加重點(diǎn)工程投標(biāo)，中標(biāo)的機(jī)遇很少，而回轉(zhuǎn)窯水泥則中標(biāo)較多。不同窯型生產(chǎn)的水泥對配制的混凝土性能對比見表2。

表2 不同窯型P.0 42.5水泥配C30混凝土性能對比

三、水泥顆粒級配和細(xì)度粗的問題

目前，立窯對控制水泥顆粒級配的問題尚未系統(tǒng)開展。水泥顆粒級配對水泥性能影響較大，3~32μm顆粒對強(qiáng)度起重要的作用，＞45μm顆粒，28d水化不到一半，熟料利用率低。回轉(zhuǎn)窯粉磨的水泥大部分采用長開路磨，水泥細(xì)度＜3%，比表面積＞330m2／kg，它生產(chǎn)的水泥特點(diǎn)是，水泥水化速度快，對混凝土的和易性、強(qiáng)度增長、密實(shí)性、耐久性等都有較好的效果。大部分立窯水泥企業(yè)的粉磨系統(tǒng)是開路或閉路短磨 (φ2.2×7.0m),只注重檢測0.08m／m篩余物，比表面積＜330m2／kg，3~32μm顆粒＜50%，而＞32μm顆粒占25%～30%，立窯水泥熟料強(qiáng)度與回轉(zhuǎn)窯熟料相比，其水泥強(qiáng)度明顯相差1個(gè)強(qiáng)度等級。立窯企業(yè)細(xì)度控制，以篩析法和比表面積為主，而大型回轉(zhuǎn)窯企業(yè)都配有激光顆粒分析儀來檢測水泥顆粒級配和控制顆粒組成，目前，立窯水泥在檢測上還沒有條件達(dá)到這項(xiàng)技術(shù)要求。開路磨顆粒級配檢測結(jié)果及其物理性能見表3、表4。

表3 開路磨顆粒級配檢測結(jié)果

表4 水泥物理性能對比

四、水泥均勻性影響混凝土強(qiáng)度的問題

出廠水泥均勻性對混凝土強(qiáng)度有直接影響。水泥均化設(shè)施較好的企業(yè)，采用空氣攪拌、多庫搭配等均化措施，可以確保水泥的均勻性合格。而不具備均化條件的企業(yè)，導(dǎo)致水泥包裝平均樣與子樣相差一個(gè)強(qiáng)度等級，這些水泥，一且進(jìn)入高層建筑結(jié)構(gòu)，其后果可想而知。有的立窯水泥企業(yè)袋裝水泥按200噸為一個(gè)編號取平均樣，檢驗(yàn)結(jié)果達(dá)到P.O 42.5強(qiáng)度等級，若從該編號中抽取10袋水泥，檢驗(yàn)每袋水泥強(qiáng)度是否達(dá)到平均樣的強(qiáng)度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有的單包水泥可以達(dá)到，有的則達(dá)不到，沒有達(dá)到42.5強(qiáng)度等級的水泥應(yīng)按32.5強(qiáng)度等級出售，而這批編號水泥出廠仍按42.5等級出售。

五、幾點(diǎn)認(rèn)識

1、長期以來，如何避免混凝土出現(xiàn)裂紋，提高其密實(shí)性、抗摻性、抗凍性、抗碳化性和抗蝕性，一直是水泥混凝土技術(shù)研究的課題。水泥企業(yè)應(yīng)從思想上有大的轉(zhuǎn)變，應(yīng)把混凝土做為最終商品來認(rèn)識。

2、高層建筑結(jié)構(gòu)是關(guān)系到工程質(zhì)量的百年大計(jì)，對重點(diǎn)工程項(xiàng)目，建筑施工企業(yè)，要加強(qiáng)對供方產(chǎn)品進(jìn)行監(jiān)督抽樣，對供方進(jìn)行生產(chǎn)過程的評價(jià)。立窯水泥企業(yè)雖還有一段時(shí)間的生存空間，但生存的前提是提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本，以優(yōu)質(zhì)的售后服務(wù)，提高產(chǎn)品在市場的競爭能力。

孫書靜，女，沈陽太平水泥廠。

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