水泥与混凝土外加剂相容性的试验研究水泥与外加剂相容性是生产优质混凝土的重要影响因素，本文通过检测水泥净浆流动度，对比不同矿物组成的熟料及不同条件下的水泥与外加剂相容性的差异，为高性能水泥生产提供参考。

1 试验用材料1）水泥、熟料：选择江山南方水泥生产过程中有代表性的样品及小磨制备对比样品。

2）混凝土外加剂：不同时间用户提供的多种外加剂。

2 试验方法检测水泥、熟料掺入外加剂后的净浆流动度，外加剂掺量按用户提供的推荐掺量加入。

3 试验结果及分析3.1 熟料矿物组成对净浆流动度的影响表1 熟料净浆流动度试验记录试样编号 熟料矿物组成（%） 水泥净浆流动度 (mm) 窑型外加剂C 3S C 2S C 3A C 4AF f-CaO A0 57.57 18.76 6.77 9.73 0.94 238 5000t/d 江山南方 温州用户提供 聚羧酸1.0%A1 56.77 19.87 7.27 9.46 0.89 257 A2 58.44 18.65 7.75 9.50 0.88 240 A3 51.54 22.45 8.17 9.83 1.06 249 A4 53.57 20.73 8.43 9.90 1.07 244 A5 56.88 17.83 8.86 9.96 1.10 238 B0 56.29 19.31 7.05 9.28 1.27 233 2500t/d 江山南方 B1 47.52 26.68 7.96 9.65 1.54 244 B2 50.08 25.96 7.98 9.44 0.98 238 B3 43.61 31.18 8.43 9.75 1.18 247 B4 56.25 16.88 9.12 10.12 1.75 255 C0 51.23 25.29 7.96 9.94 / 249 5000t/d 常山南方 C155.6420.618.249.15/247从表1熟料净浆流动度试验结果看：江山南方5000t/d 和2500t/d 两条生产线熟料，其C 3A 含量从6.77%逐步增加至9.12%，C 3S 含量在43.61%至58.44%之间变动，检测熟料净浆流动度结果比较接近，熟料矿物组成与净浆流动度之间没有形成一定的规律性，与常山南方5000t/d 的熟料相比，其净浆流动度结果也未有明显差异。

3.2 水泥混合材料对净浆流动度的影响 3.2.1试验用材料1）熟料：江山南方5000t/d 生产线生产的熟料； 2）矿渣：本地钢铁厂矿渣；3）炉渣：本地电厂锅炉渣；4）石煤渣a ：本地石灰窑煅烧石灰产生，燃烧较透，已在露天山上堆放几十年； 5）石煤渣b ：燃烧不完全，亦在露天山上堆放几十年，与石煤渣a 不在同一片区； 6）自燃渣：劣质石煤在山上的自燃物。

7）煤矸石：取自本地。

3.2.2水泥配方熟料70%，混合材料30%，二水石膏3.5%。

配合料5kg 化验室标准小磨分别粉磨27min 。

3.2.3不同混合材料的水泥净浆流动度见表2。

表2 不同混合材料的水泥净浆流动度试验记录试样编号 物料配比（%） SO 3 (%) 45μm 筛余细度(%) 水泥净浆流动度(mm) 外加剂熟料 混合材 D0 100 0 1.91 18.6 190 宁波用户提供 萘系1.5% D1 70 矿渣30 1.79 18.1 217 D2 70 石煤渣a30 2.15 15.6 196 D3 70 煤矸石30 1.84 16.2 143 D4 70 石煤渣b30 1.99 14.2 137 D5 70 炉渣30 2.01 14.6 120 D670自燃渣301.8715.6108从表2净浆流动度结果可以看出：混合材料对水泥净浆流动度影响显著。

其中以掺入矿渣的水泥流动度结果最大，说明掺入矿渣可起到改善相容性的作用。

石煤渣、炉渣及自燃渣都是属于火山灰质混合材料，其总体是明显降低水泥与外加剂相容性的。

掺煤矸石的水泥流动度比火山灰质材料略好一点。

不同火山灰质材料对相容性影响也各不相同，其中自燃渣的水泥净浆流动度最小，炉渣次之，而石煤渣a 配制的水泥流动度却超过熟料。

可见不同来源的材料对流动度的影响是不相同的。

3.3 石膏对净浆流动度的影响试验样品：5kg 熟料，掺入适量石膏，化验室标准小磨分别粉磨33min 。

表3 不同石膏的水泥净浆流动度试验记录编号物料配比（%）SO 3 (%) 比表面积 （m 2/kg ）水泥净浆 流动度(mm) 外加剂熟料 石膏（外掺） E0 100.0 荆门天然二水石膏4.5 2.35 353 250 温州用户提供 聚羧酸1.0%E1 100.0 台州脱硫石膏粉4.5 2.27 350 267 E2 100.0 乐清脱硫石膏粉4.5 2.31 344 247 E3 100.0 兰溪脱硫石膏粉4.5 2.06 344 259 E4 100.0 景德镇脱硫石膏粉4.5 2.35 350 263 E5 100.0 贵溪脱硫石膏粉4.5 2.13 353 252 E6100.0江西氟石膏粉3.32.23355278从表3净浆流动度结果看：脱硫石膏配制的水泥与外加剂相容性总体略好于天然二水石膏配制的水泥，但不同来源的脱硫石膏对流动度影响还是有区别的，氟石膏配制的水泥在本次三种石膏对比中与外加剂相容性最好。

3.4 水泥助磨剂对净浆流动度的影响在检测水泥助磨剂大磨试验效果时，同时检测掺与不掺助磨剂的水泥净浆流动度，试验结果见表4。

其中：编号F0和G0为掺有助磨剂的生产样品，编号F1和G1为停掺助磨剂的空白样，停掺助磨剂时，增加熟料耗5%（保持强度结果基本一致），按比例减少磨内混合材，其它不变。

表4 助磨剂对比样品净浆流动度试验记录编号 水泥助磨剂 水泥净浆流动度(mm) 外加剂F0 掺1.5‰ 248 温州用户提供 聚羧酸1.0% F1 停掺 202 G0 掺1.5‰ 273 G1停掺233对比表4两组试验结果看出：掺助磨剂的水泥比未掺助磨剂水泥的净浆流动度分别提高了46mm 和40mm ，说明掺上述助磨剂是能明显改善水泥与外加剂相容性的。

分析其中的原因，主要是磨内掺助磨剂后，降低了粉磨过程中形成的静电吸附包球现象及超细颗粒的再次聚结趋势，水泥流动性增强。

3.5 水泥中矿粉外掺对净浆流动度的影响试验样品：水泥磨正常生产样，矿粉由磨尾掺入。

试验结果见表5。

其中：编号F0和F1未掺矿粉，编号G0和G1磨尾掺入10%矿粉。

表5 矿粉外掺水泥净浆流动度试验记录编号 水泥助磨剂 磨尾矿粉掺量水泥净浆流动度(mm) 外加剂F0 掺1.5‰ / 248 温州用户提供 聚羧酸1.0% G0 掺1.5‰ 10% 273 F1 / / 202 G1/10%233对比表5两组试验结果看出：磨尾掺10%矿粉（矿粉比表面积460m 2/kg ）的水泥比未掺矿粉水泥的净浆流动度分别提高了25mm 和31mm ，说明外掺上述矿粉是能改善水泥与外加剂相容性的。

3.6 水泥SO 3含量对净浆流动度的影响试验样品： P ·O42.5水泥配方，石膏掺入量2%～4.5%，配合料5kg 化验室标准小磨分别粉磨28.5min 。

表6 不同SO 3含量的水泥净浆流动度试验记录编号 脱硫石膏掺量(%) SO 3 (%) 初凝 (min) 终凝 (min) 水泥净浆流动度(mm) 外加剂H0 2 1.70 160 220 222 宁波用户提供 脂肪族1.5% H1 3 1.93 155 215 239 H2 4 2.36 173 240 235 H34.52.50168225233从表6净浆流动度结果看出：SO 3含量1.70%时的水泥流动度最小，随着SO 3含量增加，水泥流动度结果有提高，在SO 3含量为1.93%时，流动度达到本次试验结果的最大值，随后SO 3含量增加，其净浆流动度又有所减小，但变动的幅度很小。

3.7 水泥粗细程度对净浆流动度的影响试验样品：编号I0、J0为江山南方2#、4#水泥磨生产的P ·O42.5水泥，称为原样，与之进行的对比样编号I1、J1，系原样品2kg 分别在化验室标准小磨粉磨3min 后制得。

表7 不同粗细程度的水泥净浆流动度试验记录编号 生产磨机 比表面积 (m 2/kg)45μm 筛余细度(%) 水泥净浆流动度(mm) 外加剂I0 2#磨（原样） 363 8.0 259 衢州用户提供 萘系1.8%I1 2#磨（对比样） 381 6.7 208 J0 4#磨（原样） 416 9.9 189 J14#磨（对比样）4457.1155对比表7两组试验结果看出：在对比样I1比原样I0比表面积增大18 m 2/kg ，45μm 筛余细度下降1.3%的情况下，水泥净浆流动度下降51mm ，下降幅度大；在对比样J1比原样J0比表面积增大29 m 2/kg ，45μm 筛余细度下降2.8%的情况下，水泥净浆流动度下降34mm ，下降幅度亦非常明显。

两组试验表明，水泥的粗细程度对净浆流动度影响明显，特别是水泥的比表面积，与流动度的相关性非常好。

3.8 水泥磨对净浆流动度的影响江山南方水泥磨主要包括2台闭流磨，规格为φ4.2×13m ，配辊压机；3台开流磨，规格为φ3.8×13m ，配辊压机。

检测两种磨机水泥的比表面积、颗粒级配及净浆流动度，可见开流磨和闭流磨生产的水泥有明显的差异，试验结果见表8。

表8 不同水泥磨水泥净浆流动度试验记录编号磨机号比表面积 (m 2/kg)颗粒级配（%）＜ 3 μm 3～32μm 32～65μm ≥ 45μm ≥65μm ≥80μm 水泥净浆流动度(mm) 外加剂K0 2# （闭流磨）350 15.93 58.30 24.48 10.42 1.28 0.09 245 宁波用户 提供 萘系 1.5%K1 5# （开流磨）388 18.04 56.99 23.06 10.87 1.92 0.20 180 K23# （开流磨）40919.0355.4222.7212.482.830.57158从表8试验结果可以看出：闭流磨生产的水泥，其3～65μm 的中间颗粒多于开流磨，＜3μm 和≥45μm 的两头颗粒都小于开流磨，说明闭流磨生产的水泥粗粉少，超细粉也少，颗粒相对集中，同时闭流磨水泥比表面积明显比开流磨小，其净浆流动度明显比开流磨好。

可见，选择不同的磨机能影响到水泥的颗粒级配，进而影响水泥与外加剂的相容性。

3.9 水泥新鲜度对净浆流动度的影响表9 不同新鲜度的水泥净浆流动度试验记录编号生产日期试验日期水泥净浆流动度(mm)外加剂L07月31日7月31日174宁波用户提供脂肪族1.5% 8月23日187从表9净浆流动度结果可以看出：水泥存放23天后，净浆流动度扩大13mm，说明水泥进行陈化一段时间后，与外加剂相容性会得到一些改善。