對(duì)水泥(熟料)的粒度控制在節(jié)約能源、降低原料消耗以及增加混合材摻量等方面的重要作用,目前只有少數(shù)企業(yè)開始有較深的正確認(rèn)識(shí)。其實(shí),通過改善水泥的粒度與級(jí)配,節(jié)能降耗的潛力是非常大的。
1.控制水泥粉磨的主要參數(shù)
水泥粉磨的控制,主要有細(xì)度、比表面積和SO3含量測(cè)定等。檢測(cè)水泥細(xì)度(包括比表面積)的作用是通過細(xì)度的變化調(diào)整水泥粉磨工藝參數(shù),進(jìn)而控制水泥產(chǎn)品的質(zhì)量,是一個(gè)工藝性控制參數(shù)或指標(biāo)。由于我國(guó)水泥工業(yè)起步晚、工藝落后,粉磨細(xì)度粗,同時(shí)為了防止非粉磨原因造成的大顆粒進(jìn)入成品,影響水泥的使用,我國(guó)在通用水泥產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了80μm篩余的技術(shù)指標(biāo),并沿用至今。
1.1細(xì)度
水泥的細(xì)度就是水泥的粒度。它直接影響著水泥的凝結(jié)、水化、硬化和強(qiáng)度等一系列物理性能。在一定的粉磨工藝條件下,水泥強(qiáng)度與其有著一定關(guān)系:水泥的篩余量越小表示水泥越細(xì),強(qiáng)度越高。
使用80μm篩余控制水泥質(zhì)量的不足之處:
、佼(dāng)水泥磨得很細(xì)時(shí),如80μm篩篩余小于1%,控制意義就不大了;②當(dāng)粉磨工藝發(fā)生變化時(shí),細(xì)度值也隨之變化。如開流磨篩余值偏大,圈流磨篩余值偏小,很難根據(jù)細(xì)度來控制水泥強(qiáng)度;③用>80μm顆粒含量對(duì)水泥質(zhì)量控制還不能全面反映水泥的真實(shí)活性。
1.2比表面積
水泥比表面積與水泥性能與細(xì)度相比,已存在著較好的關(guān)系。但用比表面積控制水泥質(zhì)量時(shí),主要也有下述兩方面的不足:
、俦缺砻娣e對(duì)水泥中細(xì)顆粒含量的多少反映很敏感,有時(shí)比表面積并不很高,但由于水泥顆粒級(jí)配合理,水泥強(qiáng)度卻很高。
②摻有混合材料的水泥比表面積不能真實(shí)反映水泥的總比表面積,如摻有火山灰質(zhì)混合材料,水泥比表面積往往會(huì)產(chǎn)生偏高現(xiàn)象。
1.3粒度分布與顆粒特征
水泥的粒度分布如接近于理想分布,則水泥強(qiáng)度可明顯提高,80μm篩余或比表面積均難以準(zhǔn)確反映水泥的粒度分布,按GB/T17671-1999檢驗(yàn)的水泥強(qiáng)度與水泥的比表面積在許多時(shí)候沒有明確的相關(guān)關(guān)系,30μm篩余或45μm篩余是水泥粉磨過程適宜的控制指標(biāo),在使32μm篩余或45μm篩余處于控制范圍的同時(shí),還應(yīng)該對(duì)RRB分布曲線的特征粒徑和均勻性系數(shù)(n)進(jìn)行控制,定期檢查和控制水泥的粒度分布是非常必要的。
我國(guó)實(shí)物水泥80μm篩余基本小于4%,甚至接近1%,已處于水泥顆粒分布的末端,偏離RRB直線,失去反映水泥顆粒組成的作用,對(duì)磨機(jī)工況的反應(yīng)不再敏感,因此80μm篩余無論從保證產(chǎn)品質(zhì)量的角度,還是從調(diào)整粉磨工藝參數(shù)、控制水泥性能的角度都失去了它應(yīng)有的作用。
2.幾個(gè)逐漸被認(rèn)可的理論觀點(diǎn)
⑴水泥顆粒只有與水發(fā)生反應(yīng),才有膠凝作用,沒有被水化的部分只起骨架作用。研究表明小于1μm的顆粒在與水的拌和過程中就完全水化,對(duì)混凝土澆筑體的強(qiáng)度沒有貢獻(xiàn)。水泥顆粒28天的水化深度為5.48μm,即大于11μm粗的顆粒均不能被完全水化,未被水化的內(nèi)核對(duì)混凝土的28天強(qiáng)度也沒有貢獻(xiàn);⑵在相同條件下,粉磨能耗與顆粒的表面積成正比。因此,顆粒越小,單位重量所消耗的粉磨能量越多;⑶水泥的合理顆粒組成是指能最大限度地發(fā)揮熟料的膠凝性和具有最緊密的體積堆積密度。熟料膠凝性與顆粒的水化速度和水化程度有關(guān),而堆積密度則由顆粒大小含量比例所決定。
最理想的狀況是:水泥中熟料的顆粒級(jí)配應(yīng)滿足最佳性能的級(jí)配要求,而<3μm特別是<1μm的顆粒則為混合材(或礦物摻合料),如石灰石粉、粉煤灰、礦渣粉等。這些<3μm的細(xì)粉狀混合材填充于水泥熟料顆粒之間的空隙,使水泥顆粒的堆積趨向緊密,向Fuller曲線靠攏。