水泥粒度分析是水泥细度检测必然趋势.doc

焦晓飞 (山西职业技术学院材料工程系，太原，030006) 摘要：粒度是影响水泥性能的重要因素之一，传统的筛析法和比表面积法对控制水泥粒度有很大局限性，因此本文提出应用激光粒度仪检测水泥粒度分布，能够更好的指导水泥生产，克服传统检测方法的局限性，并对水泥企业节能降耗起到巨大的推动作用。 关键词：水泥；粒度检测；节能降耗 引言 ??????? 水泥是一种粉体产品，由不同大小的颗粒按一定比例构成。在我国，目前用来表示水泥颗粒大小的最流行的方法是细度和比表面积，在通用硅酸盐水泥标准GB175-2007中就对水泥细度有明确规定：硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥以比表面积表示，不小于300m2/kg；矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥以筛余表示，80μm方孔筛筛余不大于10％或45μm方孔筛筛余不大于30％。而全面表示一种粉体产品颗粒大小的方法应该是粒度分布，即各个粒径范围的颗粒数量占颗粒总数的百分比，这种定量分析方法能够克服传统粒度测试方法的局限性。但是目前粒度检测仪器在水泥生产企业的普及率只达到2％左右，说明人们对粒度测试还不够重视。本文通过分析比较，说明水泥的粒度检测与控制技术对水泥生产的重要作用。 1 粒度对水泥性能的影响 ??????? 众所周知，水泥性能与水泥粒度密切相关，水泥粒度的大小直接影响水泥的凝结、硬化过程和强度、流动性等一系列物理性能，乃至混凝土的物理力学性能。 ??????? 据学者研究发现，1μm 的水泥颗粒加水后便立即水化，还没等水泥硬化就已经完成水化，水化后的颗粒只是起到细微颗粒的填充作用，对水泥的强度没有贡献，其活性白白损失了，因此最好没有；而水泥中3μm的颗粒(1～3μm)水化速度较快，只对1天强度有贡献，3μm 的颗粒过多(含1μm 的颗粒)会造成水泥需水量增大、凝结时间缩短，而细粉过多又会影响水泥在混凝土中的使用，造成混凝土外加剂用量增多、混凝土坍落度减小、坍落度经时损失加快、水泥早期(1天)水化热集中释放，易引发混凝土的温度裂缝，因此要限制其含量(一般以10％为宜)；至于3～32μm 的颗粒，水化速度正常，是3天到28天强度的主要提供者(32μm 的颗粒28天基本完全水化)，其含量越多越好，一般应65％(65％～75％)；而45μm 的颗粒其水化速度较慢，完全水化时已经超过28天，有一部分强度无法在28天内发挥出来，因此其含量也要限制，最好10％；此外，65μm 的颗粒水化速度更慢，28天只水化了很少一部分，3个月水化不到一半，其后期强度虽然仍有增长，但水泥企业已无法实现其价值，因此65μm 的颗粒最好没有。 2传统粒度检测方法与手段 ??????? 水泥细度的传统的检测方法有筛析法和比表面积法。其中筛析法是水泥生产最常用，也是延续了很久的方法。 2.1筛析法 ??????? 目前多数水泥企业采用80μm方孔筛筛余量来控制水泥细度。(应在水泥生产中推广使用45μm方孔筛控制水泥细度。但45μm试验筛网的生产技术要求高，国内市场上很少有这种产品。)对于筛余百分数这个比较粗略的物理量，只能表示80μm颗粒的含量，至于80μm颗粒的分布却无从获得。从节省能源和资源，提高水泥有效利用率出发，我国的水泥一般都磨得较细，80μm筛余量很少，通常R80只有3％～4％，甚至2％。因此，80μm筛余值已不能真正反映水泥细度。 ??????? 近年来，负压筛析仪已广泛应用于水泥生产中，可以迅速测出大于和小于45μm的颗粒量，进而掌握水泥中45～80μm的颗粒量。美国、加拿大国家标准中规定45μm筛为硅酸盐系列水泥的标准筛，美国国家标准中复合水泥要求45μm筛余值20％。 2.2比表面积法 ??????? 目前国内广泛用于水泥粉体测定的是勃氏透气法，以一定量的空气通过具有一定空隙率和设定粉体厚度的特制透气圆筒所用时间不同来表征水泥细度，物料越细，比表面积越大，颗粒之间的空隙越小，空气透过时阻力就越大，则一定量的空气透过同样厚度的料层时所需的时间就越长；反之时间越短。比表面积与一定量的空气透过同样厚度料层所需时间的平方根成正比. ??????? 比表面积所代表的细度含义比筛余进了一大步，它与水泥性能的相关性比筛余更具普遍性。但透气法也存在对多孔物料和过细物料测试不准的问题，而且在与水泥物理性能相关性上也还存在不少局限。 ??????? 因此细度(80um 筛余)和勃氏比表面积只能部分的体现水泥的颗粒情况，无法完全了解水泥颗粒的分布，它们对于控制水泥性能和充分发挥水泥各组分的作用是远远不够的。即使筛分细度相同或比表面积相近，水泥的性能有时也会表现出较大的差异，其原因是粒度分布可能不同。 3水泥激光粒度分析 ??????? 粒度分布在水泥行业又叫颗粒级配，是指各种大小的颗粒占颗粒总数的比例，又称粒