水泥粉磨方式对水泥性能的影响研究

目前在工业生产中，水泥粉磨通常采用的粉磨方式有辊压机+磨机+O-SEPA选粉机（简称联合粉磨）、辊压机+动态选粉机+球磨机+O-SEPA选粉机（半终粉磨）和辊压机+动态选粉机（单独粉磨），这三种粉磨方式粉磨出的水泥性能存在差别，因此，研究其对水泥性能的影响，有利于生产工艺的改进。

1、试验1.1试验方案本试验选取某水泥厂的联合粉磨、半终粉磨和单独粉磨三种粉磨方式生产的水泥进行试验。三种粉磨方式中联合粉磨、半终粉磨是该水泥厂本身具有的粉磨工艺，单独粉磨为半终粉磨调整而成，水泥磨和辊压机的型号都为Φ4.2m×13m+HFCG160-120。生产的水泥为P·O42.5R水泥，物料在配料线上统一添加，为保证试验的唯一性，三种工艺生产的水泥配比一致，且使用的水泥原材料都为同一批次。试验分为两部分进行，一是调整比表面积，二是调整细度，详见表1。表1试验方案1.2检测内容按相应国家标准检测水泥比表面积、水泥净浆流动度、水泥水化热、混凝土工作性能、混凝土抗压强度和水泥颗粒级配。2结果与讨论

2.1方案1试验结果2.1.1水泥物理检验数据水泥物理性能检测结果见表2及图1~图6。表2物理检验数据根据图1~图6所示，原材料相同的情况下，水泥物理性能有以下规律：（1）45μm细度。同一种粉磨方式，随着比表面积的增加，45μm细度逐渐变小；在同一比表面积下，三种粉磨方式粉磨出的水泥45μm细度联合粉磨＞半终粉磨＞单独粉磨。联合粉磨和半终粉磨结果相差甚小。（2）标准稠度用水量。相同粉磨方式，随着比表面积的增加，标准稠度用水量逐渐增加；在同一比表面积下，三种粉磨方式标准稠度用水量单独粉磨＞半终粉磨＞联合粉磨。联合粉磨和半终粉磨结果接近。（3）凝结时间。单独粉磨的凝结时间最短；随着比表面积的增加，凝结时间呈下降趋势；半终粉磨当比表面积大于370m2/kg后，凝结时间变长，与单独粉磨有相同的规律。（4）水泥抗压强度。单独粉磨的强度优于联合粉磨和半终粉磨，半终粉磨优于联合粉磨。2.1.2水泥净浆流动度及水化热数据采用同一外加剂进行试验，掺量为1.0%。水泥净浆流动度及水化热数据见表3及图7~图9。表3水泥净浆流动度及水化热数据由图7、图8可见，在相同的外加剂掺量下，单独粉磨的流动度明显很差，需要提高外加剂掺量。比表面积越大流动度越差。初始流动度半终粉磨高于联合粉磨，1h流动度联合粉磨高于半终粉磨，但相差不大。从图9水化热数据来看，单独粉磨＞半终粉磨＞联合粉磨，粉磨方式相同时，比表面积越小水化热越低。2.1.3混凝土工作性能及强度数据将试验样品进行混凝土试验，外加剂掺量为1.50%，用水量为185kg/m3。检测结果见表4。表4混凝土工作性能及强度由表4可见，相同的外加剂掺量下，在三种粉磨方式中，半终粉磨的工作性能最好，扩展度最大且比较稳定，强度方面单独粉磨＞半终粉磨＞联合粉磨。2.1.4颗粒级配采用激光粒度分析仪进行检测，检测结果见表5。表5颗粒级配检测结果由表5可见，相同的比表面积，不同的粉磨方式，产品的颗粒级配并不相同，单独粉磨最细，然后是半终粉磨，最后是联合粉磨。2.2方案2试验结果2.2.1水泥物理检验数据不同粉磨方式不同细度水泥物理检验数据见表6。从表6可以看出，在联合粉磨中，初凝和终凝时间随着细度的减小变短，在半终粉磨中，初凝和终凝时间随着细度的减小而变长。标准稠度用水量随着细度的减小而变大。强度随着细度的减小而增加，但是差异性不大。表6不同粉磨方式不同细度水泥物理检验数据2.2.2水泥净浆流动度及水化热数据采用格雷斯G-10外加剂，掺量1.0%。不同粉磨方式不同细度水泥净浆流动度及水化热检测结果见表7。表7不同粉磨方式不同细度水泥净浆流动度及水化热数据由表7可见，随着细度的变小，流动度逐渐变小，水泥水化热变大。联合粉磨和半终粉磨差异性不大。2.2.3颗粒级配不同粉磨方式不同细度水泥颗粒级配检测结果见表8。表8不同粉磨方式不同细度水泥颗粒级配检测结果2.2.4混凝土工作性能及强度数据采用粉煤灰为一级，外加剂掺量1.50%，用水量185kg/m3。混凝土试验结果见表9。表9混凝土工作性能及强度数据从表9中数据可以看出，随着细度的减小，混凝土的7d强度逐渐降低，28d强度逐渐增加。2.3讨论（1）水泥比表面积越大，细度（45μm）越小，标准稠度用水量会增加，抗压强度提高，水泥水化热变高，凝结时间会变短。联合粉磨和半终粉磨物理性能基本一致，单独粉磨各龄期强度及标准稠度用水量整体比前述两种粉磨方式数值偏高。水泥颗粒级配的分布呈如下规律：0~1μm和1~3μm区间变化不大，3~32μm增加最明显，32~65μm和65~80μm两个区间出现降低。（2）在相同的外加剂掺量下，比表面积越大流动度越差，三种粉磨方式中半终粉磨最优，联合粉磨次之，单独粉磨最差，需要提高外加剂掺量。采用联合粉磨和半终粉磨生产的比表面积在330~370m2/kg的产品的初始流动度基本相同，但是一旦大于370m2/kg，初始流动度都有一定程度的降低，大约10%。（3）比表面积增大，三种粉磨方式生产出的产品混凝土扩展度变化不大，混凝土强度逐渐增加。相同的外加剂掺量下，半终粉磨的工作性能最好，扩展度最大且比较稳定。混凝土强度则是单独粉磨＞半终粉磨＞联