水泥颗粒形貌和分布对水泥与混凝土性能的影响.docx

粒圆形貌改善后 水 泥 强 度 提 高 的 主要原因是, 硬化 水 泥 石 中 的 空 隙 率低,孔结构得以改善F 大孔含量减少, 细孔增多, 导致水泥石孔 结 构 更密实[1,4]。因此, 我们必须重视粉磨工 艺, 尽可能提高水泥的“圆形度”。水 泥粉磨采用球磨 机 ( 水 泥 圆 形 度 为0.86) , 所得产品( 比表面积相同) 的圆 形度要比立磨、挤压磨( 水泥 圆 形 度 为 0.78) 及 振 动 磨 ( 水 泥 圆 形 度 为0.85) 高。若在球磨机的细磨仓采用小 钢球代替钢锻, 也能提高水泥的圆形 度, 其效果也很好。水泥“圆形度”可采用“图像分析 仪”( 由光学显微镜、图像板、摄像机 和计算机组成) 来测定[2,4]。摄像得到 的图像是具有一定灰度值的图像, 需 按一定的阈值转变为二值图像, 颗粒 的二值图像经过 实 域 分 割 、 补 洞 运 算、去弧立点, 目标分离等处理后, 将 每个颗粒单独提取出来, 逐个测量其 面积、长径、短径与周长等形状参数, 根据所得的形状参数, 可采用如下公 式计算水泥样品的圆形度:水泥颗粒形貌和分布对水泥与混凝土性能的影响a n d C o n c re te Pro p e rtyTh e En flu e n c e o f Pa rtic le Sh a p e a n d Distrib u tio no nC e m e n t□□黄其秀, 曹爱红摘 要: 本文阐述了水泥颗粒形貌和分布对水泥与混凝土性能的影响, 并介绍了优化水泥颗粒级配的技术途径。关键词: 水泥与混凝土; 颗粒形貌; 颗粒分布中图分类号: TQ172.13文献标识码: A文章编号: 1001- 6171( 2007) 05- 0031- 03在水泥生产中, 水泥细度与颗粒分布已日益受到重视, 实验与生产都 已经证明, 通过调整水泥和混凝土掺 合料微细粉的颗粒分布, 可提高水泥 砂浆与混凝土强度及其密实性。本文 主要阐述水泥颗粒 形 貌 和 分 布 对 水 泥与混凝土性能的影响, 并简要介绍 了优化水泥颗粒级配的技术途径。1 颗粒形貌与分布对水泥性能的影 响( 1) 水泥的凝结时间凝 结 时 间 是 水 泥 重 要 的 物 理 性 能之一。在石膏掺量相同, 比表面积 及颗粒分布相近的情况下, 颗粒形貌 改善后, 无论是初凝还是终凝 , 都 比 改善前的时间长, 平均相差 30min 左 右。这是由于颗粒形貌改善后, 颗粒 表面的棱角少, 较圆滑, 颗粒 间 搭 接 绞合以及粘附力受到影响的结果[1]。( 2) 水泥石孔结构与强度对于相同品种的水泥, 球形水泥 具有流动性好, 标准稠度用水量低, 水泥强度高的特 点 并 可 改 善 水 泥 与 外加剂的相容性[1, 2, 3]。表 1 所列为同 样比表面积和颗粒组成, 但其 “圆 形!= L ( 1)L1式中: !—水泥颗粒圆形度, 表示颗粒的投影与圆接近的程度L—与颗粒投影面积的圆的周 长, μmL1 —颗粒投影面积周长, μm1.2 颗粒形貌对水泥混凝土性能的 影响[5]( 1) 用水量的影响对水灰比为 0.45 的混凝土, 其用 水量与水泥相似, 主要受水泥比表面 积和均匀性系数 n 值的影响, 并可由 勃 氏 比 表 面 积 Qn 值 、n 值 和 水 泥 用 水量进行估算。均匀性系数 n 值可用 RRSB 方程( 简称 RRB 方 程 ) 变 换 的 如下公式计算[15]。1.1颗粒形貌对水泥性能的影响水 泥 颗 粒 形 貌 是 水 泥 颗 粒 特 性的基本参数之一, 其 对 水 泥 的 流 动性, 标准稠度用水量, 凝结时间, 水泥 石孔结构及其强度等均有影响。表 1 水泥颗粒圆形度不同的物理性能 R( x)#lln lnn=( 2)lnx- lnx′通讯地址: 华南理工大学材料学院, 广东 广州 510640;收稿日期: 2007- 01- 19;编辑: 赵莲2007 /5水泥技术31序号比表面积m2 /kg圆形度%标化稠度抗压强度, MPa3d28533.953.623454730.435.259.833487327.334.168.4设计与研究式中: n—直线的斜率或均匀性系数,它反映出最大颗粒与最小 颗粒间的范围, 也就是颗粒 分布的宽度R(x)—粒径 x 的筛余量, %x—粒径, μmx′—当量粒径或特征粒径,μm而对水灰比为 0.60 的混凝土, 水 泥颗粒特性参数对 水 泥 的 影 响 不 明 显, 但对使用比表面积值极高的颗粒 分布曲线上翘很大 的 水 泥 时 用 水 量 则会明显增大。( 2) 抗压与劈裂抗拉强度的影响 在水灰比为 0.45 和 K2 级稠度的混凝土上,