北方由于受季節(jié)的影響，冬季無法施工，水泥需作一定的儲存，以便增加企業(yè)的效益。為此我公司對水泥儲存過程中，水泥性能的變化進行了探討。

　　1 儲存方法及條件

　　水泥冬儲方式一般分為兩種：一種是散裝庫內(nèi)儲存；一種是袋裝存儲，本次試驗是后一種。

　?。?）包裝方式：水泥包裝為塑編袋。

　?。?）儲存方式: 堆放場地為水泥地面，每垛10袋，共2垛。

　?。?）儲存時間：2002年12月30日至2003年8月12日，該水泥僅限試驗。

　?。?）水泥性能：該水泥為普通32.5強度等級，混合材為煤矸石。

　　其性能如下表：

　　（5）該次水泥試驗儲存在水泥站臺，碼放與其它正常水泥相同。儲存溫度與環(huán)境溫度相同，相對濕度與環(huán)境度相同。

　　下表為2003年1月～8月平均風速、溫度、濕度

　　2 水泥冬儲性能變化

　　每次試驗取樣系在20袋原取樣點處采樣（20個點），每月一次，共取樣8次。水泥冬儲后性能變化。見下表

　　從上表可看出如下特性：

　?。?）S03含量降低。8次試驗S03含量逐漸降低。

　?。?）水泥凝結時間延長。水泥凝結時間均逐漸延長。

　　（3）水泥強度變化情況:該次試驗在前三個月內(nèi)3天抗壓抗折、28天抗壓抗折基本保持穩(wěn)定，而后各齡期強度逐漸降低。

　?。?）細度的變化：前7次細度基本穩(wěn)定。第8次取樣時已發(fā)現(xiàn)水泥部分結塊，經(jīng)0.08mm篩后，本次細度明顯偏高，說明有小顆粒。

　?。?）水泥在第8次試驗時，表現(xiàn)出大量泌水現(xiàn)象。

　　3 水泥冬儲性能變化的分析

　　由表三可以看出，儲存一定時間的水泥性能發(fā)生一定的變化，空氣中含有一定的水蒸氣，水泥性能變化是由礦物水化造成的結果。

　?。?）水泥中的S03含量，經(jīng)過一段時間的儲存，S03含量逐漸降低。說明其中的石膏在減少，造成這種結果的原因是由于水泥中礦物C3A與空氣中的水蒸氣及石膏反應的結果。當石膏和氧化鈣同時存在時，C3A雖然首先和氧化鈣及水快速反應，并立即生成 C4AH13,但接著就會和溶液中的石膏反應，生成鈣礬石，其反應式為：2〔Ca2Al(OH)7·3H2O〕+3〔CaSO4·(2H2O)+14H2O=Ca6〔Al(OH)6〕2·(SO4)3·26H2O(鈣礬石)+Ca(OH)2

　　由于空氣中的水蒸氣是少量的，所以上述反應不能一次完全反應，隨著時間的延長，逐漸與空氣中的水蒸氣進行反應，即水泥中的石膏被逐漸消耗，也就是我們見到的S03在逐漸減少。

　?。?）與第一次試驗相比后7次試驗的凝結時間均延長，尤以第8次明顯。影響水泥凝結的因素是多方面的，但主要的還是C3A含量的影響。

　?、?由于C3A與石膏、水反應生成的鈣礬石Ca6〔Al(OH)6〕2·(SO4)3·26H2O不溶于硫酸堿、鈣，因此，它在水化的C3A表面沉淀下來，形成有效屏障，包裹在未水化的水泥顆粒周圍，阻礙水和無水礦物的接觸，因而延緩水泥的凝結時間。

　　② 由于生成鈣礬石Ca6〔Al(OH)6〕2·(SO4)3·26H2O消耗了部分C3A含量相對降低，實驗時按正常加水，就顯得過多，水泥漿體結構就不易緊密，使顆粒間距增大，網(wǎng)狀結構較難形成，凝結速度變慢，凝結時間延長。

　　礦物的水化不可能是單一進行的，當空氣中的水蒸氣與水泥中的礦物C3A反應的同時，也在與C3S、C2S和C4AF進行一系列的物理、化學反應，并且隨著季節(jié)的變化，溫度的升高，濕度的增大，各礦物與水蒸氣的反應也在增強，所以看到在1～4月間強度變化不明顯，即寒冷、干燥季節(jié)到多風干燥的季節(jié)減弱了空氣中水蒸氣的含量，從而減緩了C3S、C2S、C4AF與水蒸氣的接觸機會，減弱了各反應的進行。而5～8月份隨著夏季的來臨，空氣中的水蒸氣含量增加，各礦物間的反應增強，反應式如下：

　　3CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(3-x)Ca(OH)2

　　2CaO·SiO2+mH2O= xCaO·SiO2·yH2O+(2-x)Ca(OH)2

　　Ca2AlFeO5+Ca(OH)2+3[CaSO4·3H2O]+25H2O=Ca6（AlmFen(OH)6）2·(SO4)3·26H2O

　　經(jīng)過5、8月間的存放，即各礦物的水化反應加劇可以看到各齡期強度在這一期間呈明顯下降趨勢，直至最后水泥結塊（大部分已發(fā)生理化反應），失去強度。

　?。?） 前7次試驗時通過細度無大的變化可以推斷，水泥沒有反應到結粒狀態(tài)，所以細度無明顯變化，而第八次取樣時已觀察到有結塊現(xiàn)象，雖經(jīng)0.2m/m篩篩析，但可以看出0.080～0.2m/m間凝結成的小顆粒已明顯增多，這也是造成水泥其他性能變化的明顯表現(xiàn)。

　?。?）前7次均未出現(xiàn)泌水現(xiàn)象，而第八次出現(xiàn)泌水現(xiàn)象，且相當嚴重。原因主要是水泥經(jīng)過長時間存放，內(nèi)部形成了極細小的顆粒（0.080～0.2m/m之間）；即相當水泥細度變粗，在塑性的水泥槳體中，隨著固體粒子的沉淀，泌水過程也就產(chǎn)生了；同時各礦物部分經(jīng)過長時間與空氣中的水蒸氣反應后，相當于水泥中的礦物總量減少，此時按正常情況加水試驗，相當于增大了水灰比，即用水量增加也加劇了泌水現(xiàn)象的產(chǎn)生。大量的析水，沖淡了安定性試餅與玻璃板間的油脂（此時析出水為堿性），造成試餅與玻璃板結合緊密，致使隔日脫去玻璃板取下試餅時，玻璃板破碎。

　　4 總結

　　人們長期認為，水泥長時間儲存會發(fā)生性能改變，通過此次試驗進一步證明此觀點。

　　（1）水泥與空氣中的水蒸氣等反應是逐步進行的。

　?。?）水泥各齡期強度在三個月內(nèi)部分小幅度增長，三個月后有所降低，進而大幅度下降，最終產(chǎn)生本質(zhì)變化，以至于無法測定各齡期強度。

　　（3）隨著儲存期的延長，S03含量逐漸降低，凝結時間增加。

　?。?）高寒、干燥和春季多風的季節(jié)適宜水泥冬儲。嚴寒季節(jié)，水泥處于冷凍狀態(tài)，加之自然環(huán)境中空氣十分干燥，地面封凍，一定程度上減少了水泥吸潮，春季風大，帶走空氣中的水分，減少了水泥與水蒸氣的接觸，對水泥的性能影響不大。因此，在寒冷、干燥、多風的季節(jié)里，可進行合理的水泥冬儲，儲期不宜超過三個月。