水泥颗粒与水泥强度的关系分析

水泥颗粒与水泥强度的关系分析

邹伟国

牡丹江北方水泥有限公司黑龙江省牡丹江市157041

摘要：近年来我国建设速度较快，在各种工程项目中对于水泥需求量较大，这也对水泥生产质量提出了更高的要求。由于水泥颗粒组成会对水泥强度带来直接的影响，因此通过对水泥颗粒与水泥强度的关系进行分析，积极采取有效的措施来改善水泥颗粒状态，进一步提高水泥的强度。

关键词：水泥；颗粒；强度；影响；改善措施

由于水泥性能与水泥颗粒细度和级配具有直接的关系，当水泥颗粒越细时，其表面积越大，水泥早期强度也会越高。但相较于过细颗粒的水泥，水泥颗粒较粗时混凝土的抗压强度会高于过细颗粒的水泥。但过粗的水泥不仅无法满足有早期强度要求的工程，同时也与新国家标准要求不符。因此在实际生产过程中，需要进一步调配水泥自身的颗粒细度和颗粒级配，合理搭配水泥粗细颗粒，使唤其能够满足中早期强度要求，同时还能够降低体积收缩，增强其抗压强度。

1水泥颗料对水泥强度影响

水泥颗粒化学组成、形状及细度都会对水泥强度带来较大的影响。水泥颗粒中的化学组成对水泥强度影响较大，由于水泥中普遍含有四种矿物质，即C2S，C3S，C3A和C4AF。通常情况下水化浆体的强度主要源于水泥中的C2S和C3S，占到了总质量分数的72%左右，但相对而言C3S的含量高于C2S，且C3S对水泥早期强度增加比较快。水泥颗粒形状作为水泥最基本的特征参数，通过水泥强度试验表明，在水灰比相同的情况下，球形化水泥抗压强度会高于一般水泥，因此为了提高水泥强度，则宜使水泥颗粒球形化。当水泥颗粒形状越圆的情况下，颗粒间能够相互紧密填充，可以起到减水的效果，同时还能够使水泥粉体颗粒堆积更为密实。另外，球形化水泥中位孔径更小，大孔及超大孔含量少，这能够有效的对水泥空隙结构进行改善，全面提高水泥的抗渗性能、强度和耐久性。通常情况下越细的水泥颗粒其水泥强度越大。水泥细度越细时，需水量也越大，粘结度会下降，但其化学成分不会发生改变，这也使水泥颗粒直径的大小会直接决定水泥的凝结时间。同时当水泥越细时，其比表面积越大，水泥标准稠度用水量也越多，胶砂流动性则会降低。将不同颗粒级配的水泥进行混合，其标准稠度用水量和胶砂流动度也会存在差异。通常情况下，混合的水泥要比单一颗粒水泥标准稠度用水量小，可以改善胶砂流动性。

在普通的情况下，水泥的颗粒越细可以有助于对水泥早期强度的提升，而对水泥后期强度的影响比早期却要小很多。这是因为在硬化初期时，水泥中与水反应的水泥颗粒的比表面积直接影响着水化产物数量的多少。包围在水泥颗粒周围的水化产物结构随着水化过程的进行，也会变得越来越紧密，从而阻碍了搅拌水的渗入，从而导致水化反应速度的下降。由此我们得出，水泥颗粒的增大可以在很大程度上影响水泥早期的强度，而对水泥后期的强度影响比较小。

混凝土产生裂变的一个重要原因就是由于水泥的收缩引起的。水泥水化的速度是随着水泥颗粒的变细而会变快的，同时水化热也会加大，导致水泥后期的开裂。由此我们得出，不同颗粒级配的水泥混合以后的抗压性和抗折性都比单一级配的水泥强度要稍微高一些，颗粒级配差距比较大的水泥进行混合以后，水泥的强度也会提高很多。而不同颗粒等级的水泥混合的越多，配出的水泥砂浆的强度也就会越好。

2改善水泥颗粒状态增强水泥强度的措施

2.1提高研磨工艺

水泥的粉磨工艺中是否高效，将会对水泥颗粒的活性产生巨大的影响。实际生产中，由于水泥颗粒的粒径不可能完全是理想粉体，对研磨效率的提高始终存在各种不利因素，因此改进研磨工艺不但能够提高粉磨效率，还能从根本上解决水泥颗粒粗度偏粗，细粉颗粒含量偏低等问题。尤其是在水泥新标准实施以后，对水泥质量的提高产生了巨大的推动作用，一方面可采用磨机并联、磨机串联甚至磨机混联等方式，能有效改进粉磨工艺，提高水泥强度。另一方面，应用椭球形研磨体，因为椭球形研磨体不但有球形研磨体较大的冲击能力，还具有锻形研磨体面积大的优点。通过比较不同形状研磨体在生产中的效果可以看出，重量相同时，椭球形研磨体能显著提高对颗粒的研磨能力，改善水泥颗粒的状态，最终提高水泥强度。

椭圆球之间的弧线接触，非圆球之间的点接触，球与球之间接触面的夹角均不同，在重量相同时，椭球有效面积比圆球增加20%～30%，使研磨体与物料的接触面积增大，可获得较大的表面积，其几何特性可减少静电作用，提高球的研磨能力，颗粒级配更趋合理，有利于提高水泥强度。

2.2提高选粉效率

在实际水泥生产过程中，当选择的选粉机类型不同时，其均匀性系数也会存在差异。当水泥均匀性系数越大时，则水泥颗粒分布也会越加集中。在当前水泥生产过程中较为常用的选粉机主要包括离心式选粉机、旋风式选粉机和0-sepa选粉机。这其中0-sepa选粉机作为新型高效的选粉机，其均匀性系数最大可达1.5，而离心式选粉机和旋风式选粉机只有1.2和1.3，此外在循环负荷率相同条件下，0-sepa选粉机能调整笼子转速和风量，抑制过细研磨，可以有效的提高水泥颗粒分配。

2.3增加助磨剂的应用

在水泥研磨过程中通过加入助磨剂，可以在研磨初期对物料裂纹的形成和扩展起到有效的促进作用，同时在研磨中后期，通过使用助磨剂还能够起到分散的作用。在实际水泥研磨作业过程中，通过加入助磨剂，在水泥细度相同的情况下，可以有效的增强水泥产量，或是在水泥产量相同的情况下，能够增加水泥比表面积，对于水泥质量和强度具有积极的作用，有利于进一步改善水泥的性能。在实际助磨剂应用过程中，其作用机理可以促进裂纹扩展和阻止裂纹愈合，并进而消除大于64μm的颗粒和减少大于32μm的颗粒，能够起到对颗粒表面特性进行改善的作用。同时还能够有效的消除静电效应，减少小于3μm颗粒的聚集，进一步改善粉体流动性，提高3～32μm颗粒含量，可以有效的降低磨内粘球和糊衬板情况的发生。而且通过使用助磨剂还能够改善水泥熟料和混合料的易磨性，提高研磨机的研磨效率，改善水泥产品比表面积和细度，确保水泥强度的提升。如三乙醇胺和粉五，掺入助磨剂可使3～30μm的颗粒含量显著增长，且比表面积无显著变化，增加水泥强度。

3结束语

在当前建筑工程施工过程中，其所使用的混凝土材料强度直接受水泥材料的影响。水泥作为凝固原料，通过合理选取水泥，提高水泥的强度，这样混凝土强度也会随之增加，对建筑承重能力及安全系数的提高具有极为重要的意义。由于水泥颗粒与水泥强度之间存在紧密的联系，因此在实际水泥生产过程中，为了能够达到水泥强度的提升，则需要优化研磨工艺，利用高效选粉机器并应用助磨剂，以此来促进水泥颗粒的球形化，进一步对水泥颗粒级配进行优化，改善水泥颗粒组成形态的特征，实现提高水泥性能和强度的目的。

参考文献

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