浅析碱含量对水泥的影响及控制措施

浅析碱含量对水泥的影响及控制措施浅析碱含量对水泥的影响及控制措施[摘要]：由于水泥中的碱和某些集料之间的化学反应将引起混凝土膨胀开裂甚至破坏,许多国家在标准中有水泥碱含量的限制,也有鉴定集料碱活性的标准。本文就针对从原材入手控制水泥碱含量的方法进行分析、讨论，以确保水泥碱含量达到理想标准。[关键词]：碱含量；水泥；影响；控制措施　　一、前言水泥的主要成分是硅酸盐。生产时将石灰石粉碎后与原煤、铁粉、煤矸石等材料按一定的比例用磨机磨成粉状，经过高温煅烧加工成水泥半成品—熟料，再经冷却后加入适量石膏（控制SO3≤3.5%），与水渣（钢...

浅析碱含量对水泥的影响及控制措施[摘要]：由于水泥中的碱和某些集料之间的化学反应将引起混凝土膨胀开裂甚至破坏,许多国家在标准中有水泥碱含量的限制,也有鉴定集料碱活性的标准。本文就针对从原材入手控制水泥碱含量的方法进行分析、讨论，以确保水泥碱含量达到理想标准。[关键词]：碱含量；水泥；影响；控制措施　　一、前言水泥的主要成分是硅酸盐。生产时将石灰石粉碎后与原煤、铁粉、煤矸石等材料按一定的比例用磨机磨成粉状，经过高温煅烧加工成水泥半成品—熟料，再经冷却后加入适量石膏（控制SO3≤3.5%），与水渣（钢厂的废渣）、炉渣、水泥助磨剂再按一定的比例进人磨机磨成粉状而成；其加工工艺复杂，多元化。二、碱含量的产生因素及影响（一）、碱含量的危害碱分（K2O+Na2O）即氧化钾和氧化钠，在水泥中是有害成分，能导致水泥凝结时间不稳定，也能引起水泥石的表面风化（起霜），若混凝土骨料内含有碱含分，水泥中的碱分也会有与骨料中的酸性物质反应，在混凝土内部引起膨胀（碱集料反应）。（二）、水泥熟料煅烧熟料质量对水泥质量起决定性的作用，在水泥熟料的煅烧过程中，采取平衡条件下的缓慢冷却，中间物资则可全部结晶析出而不存在玻璃体。但在水泥生产过程中，为了B矿的高照度β型不转变成低密度的γ型和不使C3A产生大结晶，一般都采取快速冷却，致使高温煅烧融熔的部分液相来不及结晶就成为玻璃体。其主要化学成分有CaO、AI2O3、Fe2O3,也有少量的MgO、K2O、Na2O（见附表）。这种玻璃体处于不稳定状态，水化热大，同时在含量多时，会影响水泥的颜色。硅酸盐水泥熟料的典型化学成分含量见下表（%）：（三）、水化反应水泥与水搅拌后，熟料矿物很快进行水化，水泥的各个组分开始迅速溶解，填充在颗粒间的液相就已经不再是纯水，而是含有各种离子的溶液。起初具有流动性和可塑性；但是随着水化反应的不断进行，浆体逐渐失去流动性；然后随着水化反应的继续进行，浆体逐渐失去可塑性。其中的硅酸盐的浓度很低，钙的浓度却很高，同时还有硫酸根和氢氧根及其他离子存在。另外还有溶解较快的硫酸钾（K2SO4）、硫酸盐（NaSO4），特别是K2SO4可在几分钟内溶解70~80%。因此，水泥的水化作用开始后基本上是在含碱的氢氧化钙、硫酸钙等饱和溶液中进行。三、控制措施以下就控制水泥碱含量的一些措施加以整理，以供参考和交流：在目前的工程中，有些项目要求必须使用低碱水泥，即当量（K2O+Na2O）表示不超过0.6%，而一般水泥总碱含量应小于1.2%。为了生产低碱水泥，国际上大体从选择低碱原料入手，通过配置合理的生料，加强粉磨工艺等措施来达到。（一）、原料的选择1、石灰石：水泥原料是生产硅酸盐水泥的基础，所以就要求有优质、量大、低碱的原料，特别是石灰石。因为石灰石在生料配置中约占85~90%，石灰石中碱含量每增加0.1%，则生料相应增加0.08%，相应煅烧原料增加0.12%。为此，在石灰石矿山的开采、搬运上，应尽量剥离山皮土，分离裂隙土，在进破碎前把有害土质成分清理掉，这样，石灰石的碱含量就不会升高。2、硅质原料：在生料配料中，硅质原料也占有较大比例，约占10%左右，这也是能大量带入碱值的原材料。若在生产中大规模地应用硅石配料，则低碱碳酸盐水泥完全可满足生产。3、铁质原料：用以补充配合生料中氧化铁不足的原料，一般情况Fe2O3≥40%；目前常见的是可在原料中掺配3%左右的优质低碱硫酸渣作铁质校正原料，或是铁尾渣、铁矿石等，对碱含量影响也就不大。4、在配料时，严格控制用砂岩和硅石配料的比例，以达到吞其原料带入生、熟料多高的碱当量。（二）、煅烧通过生料的配料能比较有效地达到要求，但是煅烧也是一个关键因素。在稳定的热工制度下，生料经过大窑煅烧，在高温的作用下，碱含量有一部分能形成挥发物，随着窑灰飞离出大窑，进入大气中消失，或附着在窑灰上，形成窑中的碱循环。这同样无疑会大大地增加熟料中的碱当量。因此，在煅烧时一定要对原料精选，尽量少用或不用砂岩，代之用以高硅低碱的硅石，控制煤质，稳定大窑的煅烧，提高碱的挥发，对窑灰另作他用，选用高品位的石膏代替。在这些环节上都能达到降低碱含量的作用，并最终控制水泥中碱含量在0.5%以下的效果。四、结束语我们只要在原料选择和生产过程中，要密切关注并采取一些可行方法对其成分进行监控，就能有效减低水泥成品的碱含量、减少对工程的危害。参考文献：[1]交通部公路科学研究所.公路工程水泥与水泥混凝土试验规程JTGE30-2005电子工业出版社[2]国家质量监督检验检疫总局.水泥化学分析方法GB/T176-2008.中国标准出版社[3]张承志.集料碱活性的评定及混合材料抑制碱骨料反应膨胀有效性的评定

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