混合材颗粒大小对水泥质量产生的影响

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1、混合材颗粒大小对水泥质量产生的影响发布时间：2011-05-0513:40:09　　凡是天然或人工制成的矿物质材料，磨制成细粉，加水后其本身不硬化，但与石灰加水调和成胶泥状态，不仅能在空气中硬化，并能继续在水中硬化，这类材料称之为活性混合材。对混合材高细粉磨是为了进一步开发利用混合材的潜在水化活性。混合材的水化速度比水泥慢得多，经测试表明：在比表面积300m2/kg左右时，高炉矿渣水化90天左右才能产生与硅酸盐水泥熟料水化28天时相应的强度，粉煤灰则需150天左右才能达到相应的强度。对水泥混合材进行高细粉磨

2、，扩大了其水化反应时的表面积，相应的可以较大幅度提高它们的水化速度，使它们能在较短时间内产生较高的强度。　　1.提高矿渣的比表面积日本学者以磨细矿渣置换50%水泥的胶结料配置的砂浆强度与硅酸盐水泥砂浆的强度比的百分率来表示矿渣粉的活性(其试验结果见附表)。由附表可知，随着矿渣粉比表面积的提高，其活性系数(强度比)相应明显提高。当矿渣粉比表面积达到400m2/kg时，28天活性系数达98%，与水泥基本相当；而当矿渣粉比表面积达到或超过600～800m2/kg时，其28天活性系数达114%～127%，高于一般比

3、表面积(350m2/kg)水泥熟料的活性。　　济南大学的研究结果表明：用济南钢铁厂的水淬矿渣，磨至比表面积达到360m2/kg，取代50%水泥后，测得其28天抗压强度比为120%，制得了强度等级达到62.5级的矿渣水泥。济南钢铁厂的矿渣比日本学者所用的矿渣活性更高。　　针对粉煤灰的活性激发问题，采用高细粉磨与化学活性激发剂相结合的方式，生产少熟料早强粉煤灰矿渣复合水泥，强度等级达到42.5R级复合水泥国家标准的要求。该水泥中粉煤灰用量为35%，矿渣用量为28%，熟料用量为30%。高炉矿渣的内部结构以玻璃体为

4、主，活性较高，但易磨性较差，要想达到较高比表面积有一定难度，尤其是在水泥磨中的多组分配合料共同粉磨中，当水泥熟料比表面积达到300～350m2/kg时，矿渣的比表面积往往只能达到240～280m2/kg，其活性在水泥使用时很难完全发挥。要想得到较高比表面积的矿渣粉，最经济的办法是将矿渣单独粉磨，再与熟料等其他组分分别粉磨的细粉均化合成水泥。在水泥生产中，矿渣粉的比表面积一般以达到350～400m2/kg为宜。　　1999年，在制定“用于水泥和混凝土中的矿渣粉”国家标准的试验研究中发现，将矿渣细磨到400～6

5、00m2/kg比表面积后，大量掺入到水泥中时，不但不降低水泥强度，反而能大幅度提高水泥强度。　　2.提高钢渣的比表面积　　钢渣主要是平炉后期渣、转炉渣和电炉渣，它们具有类似于水泥熟料的性质，是一种活性不太高的水硬性材料，用其生产的钢渣水泥，早期和后期强度都较低。近年来，中国建材科学研究院将钢渣细磨成钢渣粉，然后再与同比例的矿渣粉、少量熟料粉制成钢渣矿渣水泥。试验结果表明：钢渣粉磨得越细，其活性越高。当钢渣的比表面积达到460～800m2/kg、掺量为30%时，水泥早期和后期强度基本达到了纯水泥的强度，特别是

6、其3天强度，即使钢渣粉掺量达到50%，钢渣水泥的强度还是超过了纯硅酸盐水泥的强度。　　3.提高粉煤灰的比表面积　　粉煤灰是电厂烧煤粉锅炉排出的废渣，它作为水泥混合材的特点是早期活性较低、后期活性较高。因此，在通常的水泥细度的要求下，限制了粉煤灰混合材的掺入量。实际上，如果将粉煤灰细磨，也可以提高粉煤灰的早期活性。采用振动磨细磨粉煤灰后的试验结果表明：粉煤灰经超细化后，其活性有显著提高，且随着比表面积的增加，早期活性明显提高。如果粉煤灰的比表面积提高到466～700m2/kg，即使水泥中粉煤灰的掺量高达30%

7、，仍可获得很高的早期和后期强度，并具有较小的体积收缩率、较低的水化热、较高的抗硫酸盐侵蚀性和较小的泌水性等优良性能。　　粉煤灰比较容易磨细，但应根据其品质分别对待。对以空心球状玻璃体为主的粉煤灰不宜过于磨细，否则将大量空心球状玻璃体打碎后，比表面积大幅度提高，会使拌和需水量大幅度增加，对提高水泥和混凝土的早期强度不利；对以海绵体为主的粉煤灰，就应该磨得较细，将海绵体打碎，反而有助于降低需水量。国家标准GB1596-91明确了对粉煤灰的品质要求，水泥厂可按国家标准规定，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级粉煤灰用0.045mm方孔筛

8、筛余分别不大于12%、20%和45%的办法测定，需水量能间接反映出它们的差别。在选择电厂粉煤灰作水泥混合材时，必须按其级别区别对待：一般Ⅰ级粉煤灰可以直接掺用，Ⅱ级粉煤灰应先磨细后再使用，Ⅲ级粉煤灰烧失量过高，在未进行预处理前，不能作为水泥混合材掺用。　　4.提高火山灰的比表面积凡以SiO2与Al2O3为主要成分的天然或人工的矿物质材料，本身磨细后加水拌和不硬化，但与气硬性石灰混合，加水拌和后，能在空气中硬化及在