基于混凝土耐久性要求重构水泥标准研究

张青 白城师范学院

一、确定水泥标准技术框架

（1）在早期对其进行水化速率限制；

（2）在早期对其收缩和水化热进行限制；

（3）匀质性的提升；

（4）对其流变性能科学规定，让混凝土工作性得到良好保障；

（5）让水泥强度得以持续提升；

（6）对其强度检验方法加以修改，使其检验结果更和混凝土强度有关。

二、水泥标准技术

将以上原则作为依据，提出了以下技术标准框架：

（1）提升水泥中的碱含量上限，将SO3的限定值以及普通硅酸盐水泥中的烧失量限定值适当提升，并保持其他化学成本不变。

（2）将水灰比控制在0.4，合理使用减水剂，用新的强度检测法替代传统强度检测法，或者是将新型和传统强度检测法结合使用。

三、相关标准

（1）将熟料中的C3A含量指标上限提升；（2）将熟料中的C3S含量指标上限提升；（3）将熟料中的硫碱比指标下限提升；（4）将早期的水泥水化速率指标上限提升；

（5）将水泥水化热一天和三天的指标上限提升；

（6）将水泥开裂方面敏感性指标限制提升；

（7）将减水剂和水泥之间的相容性要求提升，建议通过砂浆扩展方法检验；

（8）将水泥在28d/3d以及365d/90d的强度比值标准下限提升。

四、水泥标准技术框架说明

（一）石膏在水泥中的掺量及其形态

加工水泥中的SO3限定值提升，使其稠化指数指标上限增加，将其初凝时限改变，主要是为对水泥生产中石膏的具体掺量及其形态加以优化。

在当今，水泥厂所进行的石膏掺量确定主要是将掺量和强度、和初凝时间曲线作为依据来确定，这样的方法通常导致石膏掺量偏低。其实，石膏掺量可影响到水泥的流变性、早期收缩和强度发展。因此，石膏掺量方法确定中，需对其掺量和流变性曲线、和收缩曲线加以全面考虑，而掺量和流变性曲线更加重要。将掺量和流变性作为依据来进行参量确定，通常会比按照掺量和收缩曲线所确定的产量高出一些，甚至会出现接近或者是超过标准限量的情况，这就将SO3限定值适当放宽。

（二）水灰比较低条件下的强度检验

因为普遍应用减水剂，所以混凝土已基本显著降低了水胶比，当今水泥强度检验中将水灰比定为0.5，较应用中的水胶比明显高出很多，而其问题主要有三个：第一，水泥和混凝土之间的强度不再有关；第二，对化学反应活性在水泥强度中的影响作用过分强调，进而使水泥分布在其强度中的影响被弱化；第三，将混合材料对水泥强度的影响夸大，进而时强度自身的物理作用被忽视。尤其是在通过目前的检验方法进行水泥强度的检验中，混合材料活性指标对于材料化学反应的依赖性被过分夸大。

（三）熟料中C3S和C3A的含量

在对熟料中C3S和C3A含量进行限定时，拟定的限定值有两种，其一是通过X射线衍射仪进行限定值测定，其二是通过鲍格公式对限定值进行计算。在新型干法窑熟料内，C3A实际含量低于就计算值，C3S实际含量高于计算值，而通过X射线衍射发现其测定值符合实际值。但是因为仪器费用昂贵，所以该方法暂时得不到普及。

（四）水泥稠化指数

稠化指数可反映出水泥在最早期具体的水化塑料指标，它所反映的是熟料中C3A的活性与含量、石膏具体掺量及其形态的合适性、减水剂和水泥之间的相容性、混凝土所具有的保塑性能等。

（五）水泥1天、3天水化热

水化热是对水泥早期速率最便捷的表征方法，该方法在水泥行业质量检测中也是应用多年的一项指标。从低热和中热水泥生产经验可见，将早期水化热降低的有效方法是将熟料C3S以及C3A的含量以及水泥的比表面积降低。限定一天、三天中水泥的最高水化热量的最大值以及熟料C3S、C3A的最大值，并对水泥三天的最小强度值加以限定，这样就可以让水泥生产者对于化学作用影响水泥强度的观点得以良好转变。

（六）28d/3d以及365d/90d条件下的强度比值

对28d/3d以及365d/90d条件下的水泥强度比值指标下限进行设定，其主要目的是避免水泥出现早期强度过高情况，并使其在比较长的一段时间里实现持续增长。

（七）工业副产石膏应用中的可溶性氟和磷限量

在工业副产石膏中，可溶性的氟和磷都会让水泥凝固时间延长，但并不会对C3A水化产物起到形貌改善作用，抑制水泥收缩的作用较石膏差，所以应对其含量加以限制，以此来保障石膏掺量，防止混凝土缓凝过度。

（八）水泥细度

没有按照大多数人的主张限制水泥细度，主要原因包括以下三点：

（1）按照一天、三天里的水泥水化热指标上限来限制其早期水化热速率。

（2）针对本次所提出的水泥技术标准框架，最有效的一项实现措施就是分别用水泥进行粉磨工艺。在粉磨过程中，可对水泥细度分别进行分布设置，其中，3μm以下的细颗粒大多属于惰性材料，对于这种面料，使用时，不仅不需要将其早期水化速率加大，也可以使其力度分布和Fuller曲线接近，进而实现水泥强度和流变性的有效提升。

（3）通过细度概念阐述来获得更加深入的理解。

（九）标准稠度条件下的水泥用水量

未像许多人主张的那样，对标准稠度条件下的水泥用水量限制，主要考虑以下三个原因：

对标准稠度下的水泥用水量和混凝土用水量概念进行区分，虽然两者存在一定关联，但其对应关系并未确定。以内标准稠度下的水泥用水量有着不同的变化原因，所以两者也就有着不同的对应关系。

对减水剂和水泥相容性已作出限定，其检验结果中有水泥流变性，所以不再单独进行流变性限定。

水泥用分别粉末工艺生产，标准稠度用水量可能较高，但减水剂和水泥相容性不会因此变差，混凝土用水量会有所提升。