潘恩德
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摘要：水泥需水量已经引起水泥用户的高度重视,尤其是在商品混凝土发达的地区,越来越多的用户对水泥需水量提出了越来越高的要求。混凝土生产商都希望选择需水量少的水泥,反过来影响到水泥产品的竞争力和售价,影响到水泥生产者的成本和效益。虽然影响水泥需水量的因素很多,但也受粉磨工艺的制约。换句话说,就是不同的粉磨工艺生产出来的。本文就粉磨工艺对水泥强度影响进行分析。
关键词：粉磨工艺；水泥；强度
一、水泥的性能
1.1水泥的物理性能
水泥的物理性能检验结果见表1，表中QL代表圈流磨工艺，3QL为生产32.5水泥，4QL为生产42.5水泥；GY表示辊压机与球磨机联合粉磨工艺，同样，3GY和4GY分别表示生产32.5和42.5水泥。尾部编号为不同的粉磨生产线。
从表1可以看出，对于42.5水泥，从标准稠度用水量看：4GY-3＜4QL-1＜4GY-2；＜4GY-1从流动性看：4QL-1＞4GY-1＞4GY-3＞4GY-2，显然圈流磨水泥的标准稠度用水量与联合粉磨水泥相比是较低的，而且其流动性是最好的。无论是需水性还是流动性，4GY-3都与圈流磨水泥几乎相同。对于32.5水泥而言：标准稠度用水量：3QL-1＜3GY-4＜3GY-3＜3GY-2＜3GY-1；流动性：3QL-1＞3GY-4＞3GY-3＞3GY-1＞3GY-2。很明显，圈流磨水泥的标准稠度用水量最小，流动性最好。
1.2水泥与外加剂的适应性
试验条件：1）净浆流动度测定：水泥300g，水87g，外加剂掺量（液体）水泥质量的1.5%；2）外加剂减水率测定：水泥500g，外加剂掺量为水泥质量的1.5%，通过比较未加外加剂和添加外加剂后的水泥标准稠度用水量计算减水率；3）胶砂流动度测定：水泥450g，ISO标准砂1350g，固定水量180ml，外加剂掺量1.5%，按GB/T17671-1999搅拌，按GB/T2419-1994测定。试验结果见表2。
与外加剂适应性：对于42.5水泥，从标准稠度用水量看：4GY-3≈4QL-1＜4GY-2＜4GY-1，从胶砂流动度初始值看，使用MD外加剂：4QL-1=4GY-2＞4GY-3＞4GY-1；使用NF外加剂：4QL-1＞4GY-2＞4GY-3＞4GY-1。
4GY-3与圈流磨水泥需水性和流动性相近，而4GY-2次之。而且4GY-3流动度经时损失最小。
对32.5水泥而言，标准稠度用水量：3QL-1＜3GY-3=3GY-4≈3GY-2＜3GY-1；加NF外加剂胶砂流动度初始值顺序：3GY-1≈3GY-3＞3GY-4＞3GY-2＞3GY-1；3QL-1标准稠度用水量最小，而流动性最好，3GY-3与圈流磨水泥相近，而3GY-2次之。
总的情况是：圈流磨水泥的流动性要好于联合粉磨水泥，但经时损失显然要大于联合粉磨水泥。但不均衡，加外加剂后4GY-2的流动性与圈流磨水泥几乎相同，说明通过适当的控制，联合粉磨水泥加外加剂的需水性可以接近甚至比圈流磨水泥还要少（如4GY-3）。对42.5水泥而言，外加剂的减水率之差值在2%左右，相差不大；但对32.5水泥，3QL-1的减水率最高，比联合粉磨水泥高6%左右。
二、混凝土试验
2.1试验配比
本试验按预拌混凝土和管桩混凝土实际生产所用的配比，见表3。其中水泥、粉煤灰、砂、石及外加剂固定，调整水灰比到相同的坍落度，然后成型。
从表,可以看出，对于C30混凝土，需水性顺序为：3QL-1＜3GY-2=3GY-3＜3GY-4＜3GY-1；在坍落度基本相同情况下，混凝土28d抗压强度顺序为：3QL-1＞3GY-2＞3GY-4≈3GY-1大于3GY-3。而从表1可知，水泥28d抗压强度顺序为：3GY-2＞3QL-1＞3GY-1≈3GY-4＞3GY-3,其中3GY-1比3GY-3高8.5MPa，但混凝土28d强度只比3GY-3高1.5MPa；尽管3QL-1水泥强度不算最高，但3QL-1混凝土7d强度最高，比3GY-1高8.5MPa，比3GY-3高9.2MPa；3QL-1混凝土28d强度最高，比3GY-1高7.6MPa，比3GY-3高9.1MPa。很显然，这都是因为需水性的影响所致。因此，联合粉磨水泥对泵送混凝土强度有较大影响。而3GY-2与3QL-1混凝土的流动性能及强度相近，因此，联合粉磨生产32.5级水泥可以参照3GY-2水泥的粉磨控制指标：水泥比表面积控制在400m2/kg左右，筛余控制在1.0%～2.0%比较合适。注意联合粉磨比圈流磨水泥需水量增加4%左右。对比表4中C60混凝土试验结果可以看出，在坍落度相近的情况下：4GY-3混凝土性能最好，虽然需水量高于4QL-1，但只高1.3%，而且混凝土蒸养强度最高，坍落度损失也最少。因此生产42.5级水泥可以参照4GY-3水泥的粉磨工艺控制指标，比表面积控制在360m2/kg左右，筛余控制在2.5%～3.0%较好。从表4数据来看，粉磨工艺的改变对蒸养混凝土影响不大。
三、颗粒分析
我们用OMC的粒度分析仪对圈流磨和联合粉磨生产32.5级水泥的颗粒组成进行了分析，平均结果如表5所示。
圈流磨水泥配制的混凝土在几乎相同坍落度情况下的需水量最少，其原因是辊压联合粉磨水泥产品中＜3μm的颗粒含量多，吸附外加剂多；而圈流磨水泥＜3μm的颗粒含量则较少（见表5）。联合粉磨水泥的保水性较好，是因为其比表面积较大，吸附水量较大的缘故。
四、结束语
本试验中尽管圈流磨水泥的强度不是最高的，但混凝土的28d强度最好，也就是说强度高的水泥配制的混凝土的强度不一定最高，水泥需水性对混凝土强度的影响甚至超过了水泥强度对它的影响。因此我们必须重视水泥的需水性。虽然联合粉磨水泥的需水量大一点，但配制的蒸养混凝土坍落度损失要小一点，甚至坍落度随着时间增加有增大的趋势，我们曾多次遇到同样的问题，机理有待于进一步研究。
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