水泥粉磨方式對水泥性能的影響研究

目前在工業(yè)生產(chǎn)中，水泥粉磨通常采用的粉磨方式有輥壓機(jī)+磨機(jī)+O-SEPA選粉機(jī)（簡稱聯(lián)合粉磨）、輥壓機(jī)+動態(tài)選粉機(jī)+球磨機(jī)+O-SEPA選粉機(jī)（半終粉磨）和輥壓機(jī)+動態(tài)選粉機(jī)（單獨(dú)粉磨），這三種粉磨方式粉磨出的水泥性能存在差別，因此，研究其對水泥性能的影響，有利于生產(chǎn)工藝的改進(jìn)。

1、試驗(yàn)1.1試驗(yàn)方案本試驗(yàn)選取某水泥廠的聯(lián)合粉磨、半終粉磨和單獨(dú)粉磨三種粉磨方式生產(chǎn)的水泥進(jìn)行試驗(yàn)。三種粉磨方式中聯(lián)合粉磨、半終粉磨是該水泥廠本身具有的粉磨工藝，單獨(dú)粉磨為半終粉磨調(diào)整而成，水泥磨和輥壓機(jī)的型號都為Φ4.2m×13m+HFCG160-120。生產(chǎn)的水泥為P·O42.5R水泥，物料在配料線上統(tǒng)一添加，為保證試驗(yàn)的唯一性，三種工藝生產(chǎn)的水泥配比一致，且使用的水泥原材料都為同一批次。試驗(yàn)分為兩部分進(jìn)行，一是調(diào)整比表面積，二是調(diào)整細(xì)度，詳見表1。表1試驗(yàn)方案1.2檢測內(nèi)容按相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)檢測水泥比表面積、水泥凈漿流動度、水泥水化熱、混凝土工作性能、混凝土抗壓強(qiáng)度和水泥顆粒級配。2結(jié)果與討論

2.1方案1試驗(yàn)結(jié)果2.1.1水泥物理檢驗(yàn)數(shù)據(jù)水泥物理性能檢測結(jié)果見表2及圖1~圖6。表2物理檢驗(yàn)數(shù)據(jù)根據(jù)圖1~圖6所示，原材料相同的情況下，水泥物理性能有以下規(guī)律：（1）45μm細(xì)度。同一種粉磨方式，隨著比表面積的增加，45μm細(xì)度逐漸變??；在同一比表面積下，三種粉磨方式粉磨出的水泥45μm細(xì)度聯(lián)合粉磨＞半終粉磨＞單獨(dú)粉磨。聯(lián)合粉磨和半終粉磨結(jié)果相差甚小。（2）標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量。相同粉磨方式，隨著比表面積的增加，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量逐漸增加；在同一比表面積下，三種粉磨方式標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量單獨(dú)粉磨＞半終粉磨＞聯(lián)合粉磨。聯(lián)合粉磨和半終粉磨結(jié)果接近。（3）凝結(jié)時間。單獨(dú)粉磨的凝結(jié)時間最短；隨著比表面積的增加，凝結(jié)時間呈下降趨勢；半終粉磨當(dāng)比表面積大于370m2/kg后，凝結(jié)時間變長，與單獨(dú)粉磨有相同的規(guī)律。（4）水泥抗壓強(qiáng)度。單獨(dú)粉磨的強(qiáng)度優(yōu)于聯(lián)合粉磨和半終粉磨，半終粉磨優(yōu)于聯(lián)合粉磨。2.1.2水泥凈漿流動度及水化熱數(shù)據(jù)采用同一外加劑進(jìn)行試驗(yàn)，摻量為1.0%。水泥凈漿流動度及水化熱數(shù)據(jù)見表3及圖7~圖9。表3水泥凈漿流動度及水化熱數(shù)據(jù)由圖7、圖8可見，在相同的外加劑摻量下，單獨(dú)粉磨的流動度明顯很差，需要提高外加劑摻量。比表面積越大流動度越差。初始流動度半終粉磨高于聯(lián)合粉磨，1h流動度聯(lián)合粉磨高于半終粉磨，但相差不大。從圖9水化熱數(shù)據(jù)來看，單獨(dú)粉磨＞半終粉磨＞聯(lián)合粉磨，粉磨方式相同時，比表面積越小水化熱越低。2.1.3混凝土工作性能及強(qiáng)度數(shù)據(jù)將試驗(yàn)樣品進(jìn)行混凝土試驗(yàn)，外加劑摻量為1.50%，用水量為185kg/m3。檢測結(jié)果見表4。表4混凝土工作性能及強(qiáng)度由表4可見，相同的外加劑摻量下，在三種粉磨方式中，半終粉磨的工作性能最好，擴(kuò)展度最大且比較穩(wěn)定，強(qiáng)度方面單獨(dú)粉磨＞半終粉磨＞聯(lián)合粉磨。2.1.4顆粒級配采用激光粒度分析儀進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果見表5。表5顆粒級配檢測結(jié)果由表5可見，相同的比表面積，不同的粉磨方式，產(chǎn)品的顆粒級配并不相同，單獨(dú)粉磨最細(xì)，然后是半終粉磨，最后是聯(lián)合粉磨。2.2方案2試驗(yàn)結(jié)果2.2.1水泥物理檢驗(yàn)數(shù)據(jù)不同粉磨方式不同細(xì)度水泥物理檢驗(yàn)數(shù)據(jù)見表6。從表6可以看出，在聯(lián)合粉磨中，初凝和終凝時間隨著細(xì)度的減小變短，在半終粉磨中，初凝和終凝時間隨著細(xì)度的減小而變長。標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量隨著細(xì)度的減小而變大。強(qiáng)度隨著細(xì)度的減小而增加，但是差異性不大。表6不同粉磨方式不同細(xì)度水泥物理檢驗(yàn)數(shù)據(jù)2.2.2水泥凈漿流動度及水化熱數(shù)據(jù)采用格雷斯G-10外加劑，摻量1.0%。不同粉磨方式不同細(xì)度水泥凈漿流動度及水化熱檢測結(jié)果見表7。表7不同粉磨方式不同細(xì)度水泥凈漿流動度及水化熱數(shù)據(jù)由表7可見，隨著細(xì)度的變小，流動度逐漸變小，水泥水化熱變大。聯(lián)合粉磨和半終粉磨差異性不大。2.2.3顆粒級配不同粉磨方式不同細(xì)度水泥顆粒級配檢測結(jié)果見表8。表8不同粉磨方式不同細(xì)度水泥顆粒級配檢測結(jié)果2.2.4混凝土工作性能及強(qiáng)度數(shù)據(jù)采用粉煤灰為一級，外加劑摻量1.50%，用水量185kg/m3?；炷猎囼?yàn)結(jié)果見表9。表9混凝土工作性能及強(qiáng)度數(shù)據(jù)從表9中數(shù)據(jù)可以看出，隨著細(xì)度的減小，混凝土的7d強(qiáng)度逐漸降低，28d強(qiáng)度逐漸增加。2.3討論（1）水泥比表面積越大，細(xì)度（45μm）越小，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量會增加，抗壓強(qiáng)度提高，水泥水化熱變高，凝結(jié)時間會變短。聯(lián)合粉磨和半終粉磨物理性能基本一致，單獨(dú)粉磨各齡期強(qiáng)度及標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量整體比前述兩種粉磨方式數(shù)值偏高。水泥顆粒級配的分布呈如下規(guī)律：0~1μm和1~3μm區(qū)間變化不大，3~32μm增加最明顯，32~65μm和65~80μm兩個區(qū)間出現(xiàn)降低。（2）在相同的外加劑摻量下，比表面積越大流動度越差，三種粉磨方式中半終粉磨最優(yōu)，聯(lián)合粉磨次之，單獨(dú)粉磨最差，需要提高外加劑摻量。采用聯(lián)合粉磨和半終粉磨生產(chǎn)的比表面積在330~370m2/kg的產(chǎn)品的初始流動度基本相同，但是一旦大于370m2/kg，初始流動度都有一定程度的降低，大約10%。（3）比表面積增大，三種粉磨方式生產(chǎn)出的產(chǎn)品混凝土擴(kuò)展度變化不大，混凝土強(qiáng)度逐漸增加。相同的外加劑摻量下，半終粉磨的工作性能最好，擴(kuò)展度最大且比較穩(wěn)定?；炷翉?qiáng)度則是單獨(dú)粉磨＞半終粉磨＞聯(lián)