水泥顆粒的粒度分布對水泥性能(例如強度、流動性等)有很大影響。目前為止,粒度測試技術(shù)在水泥行業(yè)的應用并不普及,針對目前大家對粒度儀以及粒度數(shù)據(jù)如何指導水泥生產(chǎn)問題還不十分了解,在此做些簡單的討論,以幫助大家初步了解這個相對較新的技術(shù)領(lǐng)域。
一、 首先要介紹水泥粉體粒度分布對水泥性能有什么影響。
通過對水泥水化過程的研究發(fā)現(xiàn):
1、 1 微米以下細顆粒由于在加水攪拌的短暫過程中就完全水化,對強度沒有貢獻。其含量多,說明存在過度粉碎,浪費了磨機電能;同時還降低了水泥的流動性,不利于澆筑。因此,這部分顆粒是有害的,應盡可能減少。
2、 1—3 微米顆粒水化速度較快,幾個小時到兩三天時間就基本水化完畢。這部分顆粒多,水泥的 3 天強度(水泥重要性能參數(shù)之一)就高,同時配制水泥漿需水量會相應增加,水泥漿流動性降低。因此,該范圍顆粒在 3 天強度能滿足要求的前提下,也應盡可能少。
3、 水泥澆筑 28 天后的水化深度約為 5.46μm。這就意味著大于兩倍水化深度(約 11μm)的顆粒,總是有一部分內(nèi)核未水化,未被水化的內(nèi)核在混凝土中只起填充作用,對膠凝沒有貢獻。16、32 和 64μm 顆粒的水化率分別為 97%、72%和 43%,因此通常認為 3~32μm 顆粒對 28 天強度(水泥重要性能參數(shù)之一)起主要作用。32μm 以上顆粒,尤其是 65μm 以上顆粒水化率較低,是對熟料的浪費,應盡可能降低。
從以上幾點研究可以看出,水泥顆粒粒度分布對水泥的性能和生產(chǎn)成本影響是很大的。
二、原有粒度分析方法和實驗手段已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有技術(shù)需求。
長期以來,水泥行業(yè)都用RRSB 曲線描述水泥的粒度分布。它的優(yōu)點是簡便易于分析,只要做兩種篩孔的篩余量(通常為80μm 篩余和 45μm 篩余)就能求出分布。但是 RRSB 分布只是水泥實際粒度分布的一種近似表達,與水泥真實粒度分布有一定差距,對一般性的性能研究有幫助,但是如要深入的探討粒度分布對水泥性能的影響,RRSB 分布就無能為力了。因為它無法做到真實、精確的描述 1微米以下顆粒含量、1~3 微米顆粒含量、3~32μm 顆粒含量等對水泥性能有重要影響的數(shù)據(jù)。
三、現(xiàn)代流行的粒度儀中,激光粒度儀是最適合測試水泥粒度分布的。
現(xiàn)代比較流行的粒度測試儀器有:激光粒度儀、沉降粒度儀、電阻法顆粒計數(shù)器、顆粒圖像儀等。沉降儀、電阻法計數(shù)器和圖像儀的測量范圍基本都在微米級,但它們的動態(tài)范圍不夠(通俗講也就是不換檔的情況下的最大量程不夠)。它們的全量程一般需要某種形式的“換擋”后才能實現(xiàn),無法滿足粒度是寬分布的水泥顆粒測試。絕大多數(shù)的激光粒度儀都是無需換擋的全量程儀器,非常適合測量水泥的粒度分布,另外激光粒度儀可用空氣作為介質(zhì)(干法分散),非常有利于分散會有水化反應的水泥顆粒。
通過使用激光粒度分析儀獲得了水泥顆粒的真實詳細的粒度分布,我們就可以發(fā)現(xiàn)自身產(chǎn)品在顆粒級配上存在的問題,及時正確調(diào)整生產(chǎn)工藝(球磨時間、鋼球配比等),從而獲得較高的生產(chǎn)效益。
綜上所述,在水泥生產(chǎn)、研究領(lǐng)域引入激光粒度分析儀是非常有必要且能夠產(chǎn)生巨大技術(shù)和經(jīng)濟效益的事情。筆者參考了部分相關(guān)方面的專著,并結(jié)合自身的粒度儀和水泥技術(shù)知識,對激光粒度儀在水泥行業(yè)的意義作用做了淺顯說明,希望能給水泥行業(yè)工作人員一點啟示和幫助。由于本人水平有限,文中有敘述不當和不足之處也請大家諒解并指正。
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