超细水泥的性能特点.doc

超细水泥的性能特点 摘要：超细水泥是指比表面积在450600 m2/?K的复合硅酸盐水泥(P.C)，它的最佳颗粒级配范围是：310m占30%左右；1030m占40%左右；3060m占25%左右；6 0m占5%左右；0.080?L方孔筛的筛余含量在1%以内。此种水泥的细度对强度影响较小，能充分发挥潜在的胶凝性能，又使混凝土有良好的性能，因其熟料配比少，混合材掺加量大，还符合节能原则。 关键字：超细水泥 比表面积颗粒大小水化颗粒形状强度 中图分类号：TQ172文献标识码： A 文章编号： 一、水泥颗粒的大小和水化的关系 水泥颗粒的水化是从颗粒表面逐步向内部深入的。过大的颗粒只有表面水化，内部未水化，表现为惰性。水泥颗粒越大，比表面积越小，水化的比例越小，相对活性发挥就越少，强度低；反之，水泥颗粒越小，水化比例就越大，相对活性就越大，强度高。一般试验条件下，水泥颗粒大小与水化的关系是： 、水泥颗粒10m，水化最快；1天水化75%，28天接近完全水化。 、330m的水泥颗粒是水泥主要的活性部分；1030m的颗粒28天水化50%。 、水泥颗粒60m，水化缓慢，3个月水化还不到50%。 、水泥颗粒90m，水泥颗粒只起到微集料作用，几乎接近惰性。 因此，水泥的细度是影响水泥早期强度的一个重要因素，对前7天强度起重要作用的是330m的矿物颗粒，所以要提高水泥的早期强度，就必须相应地降低粉磨细度，提高水泥比表面积，增加330m颗粒比例。 二、水泥比表面积和水泥有效利用率(一年龄期)的关系 据资料记载，比表面积在300 m2/?K左右时，只有44%可水化发挥作用；比表面积在700 m2/?K左右时，有效利用率可达80%左右；比表面积在1000 m2/?K左右时，有效利用率可达9095%。增加水泥的比表面积可以充分提高水泥的有效利用率。 但必须注意，水泥细度过细，比表面积过大，小于3m的颗粒太多，虽然水化速度很快，水泥的有效利用率很高，但是，因水泥的比表面积大，水泥浆体要达到同样的流动度需水量就过多，将使硬化水泥浆体因水分过大引起孔隙率增加而降低强度，当这种损失超过水泥有效利用率提高而增加的强度时，则水泥强度降低。试验表明，在通常成型试验条件下，水泥细度越细，水泥强度越高，特别是1天、3天早期强度；但小于10m颗粒大于5060%时(或水泥粉磨的比表面积大于500600m2/?K)，7天、28天强度开始下降。 三、试验情况 1、配比设计(见表1) 按表1中序号1的配比预先混料粉磨成比表面积在600630 m2/?K出磨水泥，后混入50%(质量比)的比表面积在420450 m2/?K的S95级矿粉，检测混合之后的比表面在530560 m2/?K之间。 表1 注：序号1中的矿粉比例为外掺数据，序号2中的矿粉比例为内掺数据。 2、掺加矿粉前后的物检结果对比(见表2) 表2 由表2可以看出，掺加矿粉后3天抗压强度有适当的下降，但28天抗压强度由一定程度的增加。 3、不同颗粒分布的水泥性能比较(见表3) 即使水泥的筛余相同或比表面积相近，由于颗粒粒级和形貌不同，其性能也会表现出较大的差异。在同一比表面积条件下，颗粒粒级分布较宽的水泥早期有微小颗粒的水化作用，强度较高，但后期大颗粒水化速度慢、水化程度低，强度增进率也较小；颗粒粒级分布较宽的水泥在328 d内都有较高的强度增进率。 表3 由表3可见，尽管水泥具有基本相同的比表面积，由于试样4水泥颗粒分布较窄，水泥的水化程度高，强度也较高，尤其是水泥的后期强度增进率较高，28 d 强度比试样3高出10%。但是，但过窄的颗粒分布会使水泥流动性下降，需水量增加。 4、不同颗粒形貌的试样性能对比(见表4) 水泥颗粒形貌对水泥性能的影响较为复杂。表4中试样5水泥颗粒大多为多角形，试样6所显示的则为近似圆形或椭圆形。用颗粒形貌分析仪进行分析，并通过圆形度(具有与颗粒相等投影面积的圆周长与实际颗粒投影周长之比)公式计算，得到前者圆形度为47%，后者的圆形度为73%。 表4 由表4可见，在相同比表面积及相同颗粒分布均匀性系数条件下，圆形度低的试样早期强度较高，但后期强度不及圆形度高的试样。另外，圆形度低的试样有较高的标准稠度需水量。这是由于水泥强度的产生主要是由于水泥颗粒及水化产物之间相互连生、搭接，进而可以抵抗外力的作用。水泥颗粒的圆形度低，多角形颗粒多，有助于颗粒之间的搭接，从而可提高其强度。但另一方面，水泥中的多角形颗粒多，颗粒间的摩擦阻力大，达到一定的流动度就需要多加水，即导致了水泥标准稠度需水量的增加，这就会降低水泥强度并影响水泥的其他性能。 四、结束语 1、水泥的颗粒特性，包括水泥中330m颗粒含量，颗粒分布及形貌对其水化性能及强度的发展有着重要的影响。水泥中330m颗粒含量要求在40%以上，并应有相对较窄的颗粒分布，水泥颗粒应为圆形或近似圆形，能最大程度产生强度性能。 2、球磨机粉磨的水泥具有较好的颗粒特性，进而保证了水泥正常的水化性能。但对于一些中小型磨机，由于粉磨能力的不足以及物料流动不畅，则产生有很宽的颗粒分布，这对水泥强度的发展并不有利，可以采用高效选粉机来弥补一下。 3、适当掺加高活性的矿渣超细粉虽稍降3天抗压强度，但对28天抗压强度有利。