【水泥人網(wǎng)】??? 一、水泥顆粒大小對水化反應(yīng)的影響

水泥強度的產(chǎn)生主要是由于水泥顆粒及水化產(chǎn)物之間相互連生、搭接，進而產(chǎn)生可以抵抗外力的作用。水泥顆粒級配對水泥性能產(chǎn)生的各種影響，主要是因為不同大小顆粒間的摩擦阻力不同，達到一定的流動度所需加水量不同，從而導(dǎo)致水化速度和水泥強度的不同。

（1）0～10μm 顆粒，1天水化達75%，28天接近完全。

（2）10～30μm 顆粒，7天水化接近一半。

（3）30～60μm 顆粒，28天水化接近一半。

（4）＞60μm 顆粒，3個月水化還不到一半。

附表是對某水泥廠P ·S 42.5級水泥篩分分級后，進行強度試驗的測試結(jié)果。從測試結(jié)果可以看出，50μｍ 以下的水泥顆粒在水泥強度的發(fā)展中，起重要作用。所以專家建議，有條件的水泥企業(yè)，在水泥粉磨生產(chǎn)控制中，采用45μｍ 的方孔篩檢測水泥細度，可以使水泥質(zhì)量和性能更容易得到優(yōu)化。

學(xué)者M e r i c 認為，1μm 以內(nèi)的小顆粒，在加水拌和后很快就水化了，對強度作用影響很小，反而造成混凝土較大收縮。而一個32μm 的水泥顆粒加水拌和后1個月，只水化了54%，水化深度才5.48μm ，遺留的熟料核只能起骨架作用，其潛在活性還沒有充分發(fā)揮。

二、水泥熟料顆粒大小對水化反應(yīng)的影響

水泥的強度性能，主要取決于水泥熟料中的硅酸鹽礦物水化反應(yīng)后的結(jié)果。水泥熟料顆粒大小與水化和硬化過程有著直接的聯(lián)系，不同粒徑的水泥熟料顆粒的水化速度及程度差異很大。以C3S 為主要礦物的硅酸鹽水泥水化很慢，粒度較大的水泥熟料遺留下未水化的內(nèi)核，沒有對水泥強度做出貢獻。顯而易見，在水泥熟料礦物組成相同的條件下，水泥的活性和強度隨著水泥熟料顆粒尺寸變小、比表面積增加而提高，其影響程度對早期強度更為顯著。而對水泥熟料進行分別粉磨，是開發(fā)利用水泥熟料潛力的重要途徑。

研究者對水泥熟料的機械化學(xué)活化研究時發(fā)現(xiàn)，熟料組成中＜30μm 的顆粒是發(fā)揮水泥強度的有效部分，＞30μm 的顆粒僅成了微晶填料，對強度并不起積極作用。因此，提高熟料中＜30μm 顆粒的含量，減小平均粒徑，提高其均勻性系數(shù)，這將有利于充分發(fā)揮熟料的有效潛能。

研究表明，0～5μｍ 和6～10μｍ 的水泥熟料顆粒，水化1天即達到較高強度，3天、7天強度增長不多，28天強度幾乎不增長（甚至產(chǎn)生倒縮），而10～30μｍ 的水泥熟料顆粒強度發(fā)揮比較正常，后期強度也能夠保持繼續(xù)增長。研究者在進行熟料顆粒對水泥性能的影響研究后認為，水泥熟料顆粒中3～32μｍ 的顆粒，尤其是16～24μｍ 顆粒的比例應(yīng)占65%以上，＜3μｍ 的顆粒應(yīng)占10%左右。

研究認為，當(dāng)水泥熟料比表面積較高時（≥400m2/kg ），3～32μｍ 顆粒所占的百分比影響很大，≤3μｍ 的水泥熟料顆粒只影響早期強度。一般情況下，3～16μｍ 和16～32μｍ 熟料顆粒對水泥強度影響相同，但當(dāng)比表面積為350～400m2/kg 時，16～24μｍ 的熟料顆粒是最主要的影響因素。研究還認為，水泥熟料顆粒的大小不同，其中的化學(xué)組分與礦物組成也各異，且隨著熟料粒徑的減小，熟料中的C3S 含量遞增。

在水泥企業(yè)的水泥粉磨細度改用45μｍ 篩孔之后，通過水泥的微細化，進一步減少熟料50μｍ 以上顆粒的含量，節(jié)省了熟料，充分發(fā)揮了其強度組分的作用，是一件很有意義的事情。目前，經(jīng)對我國部分水泥企業(yè)不同粉磨工藝條件下的實物水泥顆粒級配測定后發(fā)現(xiàn)，水泥產(chǎn)品中3～32μm 熟料顆粒含量偏少，32～64μm 顆粒含量偏多，因此大多數(shù)水泥企業(yè)都可通過改進粉磨工藝來提高水泥活性（水泥強度）。

三、混合材料的顆粒大小對水泥質(zhì)量的影響

為了增加水泥產(chǎn)量、節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本、改善和調(diào)節(jié)水泥的某些性能、綜合利用工業(yè)廢渣、實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟，在磨制水泥時，可以摻加數(shù)量不超過國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的混合材料。混合材料在水泥中有以下作用：（1）活化效應(yīng)。（2）填料作用。（3）改善混凝土的性能和提高強度。這些都與混合材料的活性和細度有關(guān)。

各種混合材料的合理摻加量，必須通過不同配比試驗來確定。如何提高水泥中混合材料的摻加量，其關(guān)鍵是大幅度提高水泥熟料質(zhì)量和所摻用混合材料的細度。

凡是天然或人工制成的礦物質(zhì)材料，磨制成細粉，加水后其本身不硬化，但與石灰加水調(diào)和成膠泥狀態(tài)時，不僅能在空氣中硬化，并能繼續(xù)在水中硬化，這類材料稱之為活性混合材料。對混合材料高細粉磨是為了進一步開發(fā)利用混合材料的潛在水化活性?；旌喜牧系乃俣缺人嗦枚啵?jīng)測試表明，在比表面積300m2/kg 左右時，高爐礦渣水化90天左右才能產(chǎn)生與硅酸鹽水泥熟料水化28天時相應(yīng)的強度，粉煤灰則需150天左右才能達到相應(yīng)的強度。對水泥混合材料進行高細粉磨，擴大了其水化反應(yīng)時的表面積，可以較大幅度地提高它們的水化速度，使它們能在較短時間內(nèi)產(chǎn)生較高的強度。

【作者：紀南】