| 一、幾個逐漸被認可的理論觀點 1.水泥顆粒只有與水發(fā)生反應才有膠凝作用，沒有被水化的部分只起骨架作用。 研究表明，＜1μm 的顆粒在與水的拌和過程中就已完全水化，對混凝土澆筑體的強度沒有貢獻。熟料顆粒水化28天后，其深度約為5.48μm ，即≤11μm 的顆粒均不能被完全水化，未被水化的內核對混凝土的28天強度也沒有貢獻。 2.在相同條件下，粉磨能耗與粉磨產品顆粒的表面積成正比。即，要求粉磨產品的顆粒越小，單位物料所消耗的粉磨能量越多。 3.水泥合理的顆粒組成是能夠最大限度地發(fā)揮熟料的膠凝性，以及水泥應具有最緊密的體積堆積密度。 熟料的膠凝性與顆粒的水化速度和水化程度有關，而堆積密度則由顆粒的大小含量比例所決定。在水泥專業(yè)文獻中，經常能看到兩個相互矛盾的水泥顆粒組成指標，一個是關于水泥最佳性能的顆粒組成指標，另一個是符合緊密堆積的F u l l e r 曲線的水泥顆粒組成指標。其矛盾在于，最佳性能顆粒組成指標要求＜3μm 的顆粒低于10％，＜1μm 的顆粒最好沒有；而符合緊密堆積指標的F u l l e r 曲線則要求＜3μm 的顆粒要達到29％，＜1μm 的顆粒要達到19％。兩者相差甚遠。最理想的狀況是，水泥中熟料的顆粒組成應滿足最佳性能的要求，而＜3μm 、特別是<1μm 的顆粒為混合材（或礦物摻和料），如石灰石粉、粉煤灰、礦渣粉等。這些<3μm 的微細礦粉混合材，填充于水泥熟料顆粒之間的空隙，使水泥顆粒堆積的體積趨向緊密，向F u l l e r 曲線靠攏。由于這些微細礦粉混合材的活性比熟料的低，因此其在早期水化慢或幾乎不水化，不會對水泥的工作性能或混凝土拌和物的施工性能造成不利影響。而在后期，這些微細礦粉混合材，又可與熟料顆粒水化所產生的C a （O H ）2起二次反應，生成具有膠凝性的C -S -H 凝膠，從而使水泥石結構致密，有利于耐久性的提高。 歐洲標準在27種水泥中都允許摻加0%～5%的次要附加組分，主要是改善水泥顆粒組成和工作性能，而對這些次要附加組分的活性無特殊要求，只要不增加水泥標準稠度用水量、對混凝土和水泥砂漿的性能無害、不會引起鋼筋銹蝕等即可。歐洲標準的這些內容，已經給予人們一些啟迪。 二、優(yōu)化水泥顆粒組成的技術途徑 水泥最佳的顆粒組成可以從兩個方面進行改善，一是≤3μm 的顆粒既要滿足最佳水化性能的顆粒組成要求，又要盡量滿足F u l l e r 曲線緊密堆積的要求；二是要減少＞60μm 的顆粒含量。在水泥粉磨生產工藝中，應采取的具體措施如下： 1.熟料與易磨性好的混合材共同粉磨在熟料中加入一些易磨性好的混合材（如石灰石、粉煤灰等）共同粉磨，由于這些混合材易磨性好，因此在水泥顆粒中混合材的粒徑比熟料的小�？梢栽O想，共同粉磨工藝中的石灰石或粉煤灰應該能提供更多的≤3μm 的顆粒，從而優(yōu)化水泥的顆粒級配。 2.難磨的混合材與熟料分別粉磨后再合成均化 通常，對于難磨的混合材宜采用分別粉磨然后再合成水泥的方法。例如，礦渣的粉磨功指數為23k W h /t ，比熟料的16.4k W h /t 高，若用共同粉磨的方法，礦渣的粒徑會比熟料的粗。據相關研究表明，在混合材與熟料共同粉磨的情況下，當水泥的比表面積達到350m2/kg 時，礦渣的比表面積僅有230～280m2/kg 。因此，只有通過分別粉磨，才能達到預期的不同比表面積的組分要求。當然，也可先對難磨的礦渣進行預粉磨，再與熟料共同粉磨，但效果不如分別粉磨好。 3.在預拌混凝土中加入微細礦粉摻和料 在預拌混凝土生產中，已廣泛采用摻微細礦粉摻和料的技術。利用這項技術，可以節(jié)約水泥、降低生產成本、提高混凝土的耐久性。但目前對摻微細礦粉摻和料來改善水泥顆粒級配、減少混凝土拌和物單方用水量及提高混凝土和易性方面的認識，還有待進一步研究。要改善水泥的顆粒組成，摻微細礦粉摻和料的粒徑必須比水泥的粒徑小，最好為水泥粒徑的0.414倍或更小。就目前所常用的微細礦粉摻和料來看，礦渣粉的比表面積最好在450m2/kg 或45μm 篩余≤12％范圍內，否則，將不易達到改善水泥顆粒組成的目的。 |
