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关于水泥细度的一些详细说明
2018-7-31 17:24:06

细度状态涵义

描述水泥的细度,现在用的是细度状态一词。细度状态应包括:磨细程度(俗称筛余量、比表面积)、颗粒分布、颗粒形貌和堆积密度四个方面内容。在水泥的配料组份已定的前提下,水泥的性能就取决于其细度状态。因此,正确认识并控制好细度状态非常重要。以下分述之。由于颗粒分布和紧密堆积密切相关,这两方面合并讨论。


筛余量


我国水泥标准规定水泥产品的细度小于10%,这个细度是指0.08mm筛余量%。这个方法简单易行,在一定的粉磨工艺条件下,细度与水泥强度存在一定关系。理论分析和生产实践均发现,传统的细度和比表面积与水泥性能相关性并不理想。80微米筛余只反映80微米以上颗粒的百分含量。虽然该组分含量低,表明有效颗粒含量高,水泥强度变高。但是对总量90%以上、粒径小于80微米、对水泥性能有直接影响的颗粒来说,具体的粒度分布情况并不清楚。因此也就无法完全确定水泥性能(如3天强度、浇筑性能等)。用这种方法进行水泥质量控制存在一些问题。


第一,当水泥磨很细的情况下,如小于1%,控制意义就不大了。国外水泥普遍磨得很细,所以在国外水泥标准中几乎都取消了这个指标。

某工厂以32um筛余作为粉磨过程例行控制的依据。在32um筛余处于控制目标范围时,80um筛余为0.2-0.4%,几乎没有波动。如果以80um筛余作为粉磨过程例行控制的依据。那么几乎无法对粉磨设备作出任何调整。由于设备故障原因,32um筛余曾经偶然发生很大的波动,由原来的控制目标值16%变为20%。

单独对该部分水泥进行检验,28天抗压强度比细度正常时下降约4MPa,此时水泥80um筛余仅由0.3%变为0.8%。这一事实表明,在水泥细度较细时,80um筛余很难反应水泥的粉磨情况,不宜作为粉磨过程的控制指标。


第二,当粉磨工艺发生变化时,细度值也发生变化,如开路磨细度值偏大,闭路磨细度值偏小,有时很难根据细度控制水泥强度变化。


第三,细度值是指0. 08mm筛筛余量(%),即水泥中80μm颗粒含量(%),众所周知,>64μm颗粒水化活性已很低了,所以用大于80μm含量多少进行水泥质量控制不能全面反映水泥真实活性。


用控制0. 08mm筛筛余量方法来控制水泥细度已经有数十年历史了。遗憾的是一些厂家仍然沿用至今。如果要继续用控制筛余量的方法控制水泥细度则筛孔孔径应该改为45μm或32μm 。例如大连华能小野田公司生产向美国出口的TypeⅠ/Ⅱ型水泥,控制32μm筛余8.5%±1.0%,国内销售的P·Ⅱ42.5R水泥32μm筛余24%±2.0%。

比表面积

用控制出磨水泥比表面积的方法也是目前许多厂家普遍使用的方法。


比表面积是颗粒(表面积)平均粒径的反映。粒径越小,对比表面积的贡献就越大。例如,1个单位重量的2微米颗粒,其表面积之和是同样重量的20微米颗粒表面积的10倍。比表面积主要反映细粉颗粒含量,也即反映3天强度。比表面积同28天强度有一定关系,但相关系数只有0.57。

用比面积控制水泥质量主要有两方面的不足。


第一,比面积对水泥中细颗粒含量多少反应很敏感。有时比面积并不很高,水泥颗粒级配合理,水泥强度却是很高的。


第二,掺有混合材料的水泥比面积不能真实反映水泥的细度状态,如掺有火山灰质混合材料,比面积会产生虚高现象。

等效粒径越小,比表面积越大

由于水泥颗粒只有发生水化反应,才对水泥石的强度有贡献。而对于一个单体的水泥颗粒而言,水化过程是一个由表及里、由外到内的渐进过程,因此,小颗粒更容易完全水化,对早期强度贡献大;大颗粒相对来说水化的慢,在后期才能逐渐发挥作用;而特大颗粒往往只有表层被水化,里面包裹着没有水化或水化不充分的内核,对强度贡献很小。


1,特别细小的颗粒,如1µm以下的颗粒由于在搅拌过程中就完全水化,对强度没有贡献,且需水量大,影响浇筑性能。因此,这部分颗粒是有害的,要尽量减少它们的含量。


2,1-3µm的颗粒含量高,3天的强度就高,同时需水量增加,浇筑性能下降,水化热较大,收缩率较大,易出现早期开裂。因此,在满足3天强度的前提下,这部分颗粒的含量要尽量降低。


3,3-32µm的颗粒含量决定了28天的强度,因此这部分颗粒的含量应越高越好。不仅对强度增长有利,且可以增加混合材的添加量。

4,32-65µm的颗粒含量对强度有贡献,但贡献率较低。


5,65µm以上的颗粒基本上只起骨架作用,对强度没有贡献。


6,大于38µm的颗粒含量增加,水泥的泌水性会增大。


目前,水泥颗粒级配的合理性和稳定性有待提高,表现为大厂水泥超细颗粒过多,而小厂水泥有效颗粒含量过少。同时,不论是大厂还是小厂,颗粒级配的稳定性波动都较大,尽管都满足国标要求,但使用时对混凝土质量的稳定性带来负面影响。

(以上信息摘选自砂浆与保温)


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