一,、水泥的粒度特點

    水泥是一種粉體產(chǎn)品,，由不同大小的顆粒按一定比例構成，常作為建筑施工中一種重要材料,。

    水泥是典型的寬分布（不均勻）粉體,，zui小顆粒達 1µm以細，zui大則可達80µm以粗,。在我國,，目前用來表示水泥顆粒大小的zui流行的方法是細度和比表面積、粒度分布,。細度只反映80um以上顆粒的百分含量,，而比表面積只反映顆粒平均粒徑。而粒度分布是水泥顆粒大小的全面描述,。

    粒度分布在水泥行業(yè)又叫顆粒級配,，是指各種大小的顆粒占顆粒總數(shù)的比例,，又稱粒度的微分分布或頻度分布,。水泥粒度的大小直接影響水泥的凝結、硬化過程和強度,、流動性等一系列物理性能,，乃至混凝土的物理力學性能。

二,、水泥粒度分布對水泥性能具有指導意義

（一）水泥粒徑大小和含量的關系

    水泥顆粒的大小與水化速度和程度有著直接的,，不同粒徑的水泥的水化速度和程度差異很大，對水泥性能的影響也是各不相同,。

　圖1 不同粒徑區(qū)間水泥顆粒對水泥性能的影響

具體分析如下：

（1） <1μm 的水泥顆粒加水后便立即水化,，還沒等水泥硬化就已經(jīng)完成水化，水化后的顆粒只是起到細微顆粒的填充作用,，對水泥的強度沒有貢獻,，其活性白白損失了,，因此沒有。

（2） 1-3μm的細顆粒的水化速度很快,，有的甚 至在攪拌過程中就已經(jīng)完成,，所以這些細顆粒僅對早期強度有利，但是不能過多,，過多會造成水泥需水量增大,、凝結時間縮短。限制其含量(一般以<10％為宜),。

（3）3-32μm的顆粒對水泥強度增長起主導作用,。3～32μm各粒級的分布應是連續(xù)的，且總含量控制在65％～75％比較合理,。這一區(qū)間含量太少（如≤60％）,，粗顆粒就會太多，水泥強度會下降,，粗顆粒熟料內(nèi)核長時間都不水化,，造成資源浪費；但這一區(qū)間含量也不能太高（如≥75％）,，會使水泥細度整體過細,，顆粒分布過窄，水泥粉磨能耗增加,。通俗的說,，水泥熟料就是水泥的半成品

（4）32-65μm的顆粒的水化程度較低。

（5）>65μm 的顆粒水化速度更慢,，28天只水化了很少一部分,，3個月水化不到一半，其后期強度雖然仍有增長,，但水泥企業(yè)已無法實現(xiàn)其價值,，只起到填充作用，沒有,。

（二）水泥粒徑大小和強度的關系

    水泥強度的產(chǎn)生主要是由于水泥顆粒及水化物之間相互連生,、搭接,、水化從而產(chǎn)生可以抵抗外力的作用,。*波等應用灰色關聯(lián)分析方法, 用原始測試數(shù)據(jù)直接進行關聯(lián)度分析和均值化變換后再進行關聯(lián)度分析, 研究了水泥顆粒級配與水泥強度之間的關系, 發(fā)現(xiàn)各粒徑區(qū)間顆粒對各齡期強度貢獻程度大小的順序是不一樣的,詳細結果如表2 所示

表2 　各粒級區(qū)間顆粒對強度貢獻大小的順序

　　由表2 可以看出, (0 , 3)區(qū)間顆粒對強度的貢獻在早期很明顯, 隨著齡期的增長, 其貢獻越來越小;而(3 , 30)區(qū)間顆粒對強度的貢獻隨著齡期的增長越來越大。這里只給出了

28d 以前各粒級區(qū)間顆粒對強度貢獻大小的順序,。

（三）某水泥廠采用粒度分布控制水泥強度案例

    水泥用戶要求水泥均勻,、質(zhì)量穩(wěn)定，特別是現(xiàn)代建筑施工工程對水泥質(zhì)量要求越來越高,，愈來愈迫切,。一方面我國水泥行業(yè)不僅需要重視如何提高水泥的3天和28天強度,，而且還需要重視如何提高水泥的質(zhì)量穩(wěn)定性，減小波動,。

以下是金牛能源水泥廠采集的幾個水泥樣品,，測試粒度分布，并且預測28天后水泥強度,。

表3 各粒級區(qū)間含量不同對強度的預測值也不同

預測公式: R28=A·W3+B·W32+C·W>32（式中: A,、B、C 為經(jīng)驗系數(shù),W3,、W32,、W>32 分別為水泥中<3μm、<32μm,、>32μm 顆粒的百分含量）

可見通過檢測水泥顆粒粒度分布,，可用于指導水泥28天的強度，實現(xiàn)超前控制,。

三,、采用激光粒度儀測量水泥粒度的優(yōu)勢

    目前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,、顆粒圖像儀以及動態(tài)光散射儀等。其中動態(tài)光散射儀的測量范圍主要在亞微米和納米級,，顯然不適合水泥的測量,；沉降儀、電阻法計數(shù)器和圖像儀的測量范圍雖然主要在微米級,，但它們的動態(tài)范圍不夠,。所謂動態(tài)范圍就是粒度儀器在一個量程內(nèi)能測量的zui大與zui小粒徑之比。前述三種儀器的動態(tài)范圍均在20:1左右,，而一個水泥樣品的粒度分布范圍大約在 100:1左右,，所以這三種儀器難以滿足水泥的粒度測試需要。在水泥的粒度測量中,，樣品的粒度范圍越寬,，測量越困難，測量精度也越低,。

    國家發(fā)改委于2006年5月發(fā)布了建材行業(yè)推薦性標準《水泥顆粒級配測定方法__激光法》,。激光粒度儀適合測量水泥的粒度分布，首先因為其動態(tài)范圍可以達到1000:1 以上,，大于水泥的粒度分布范圍；其次它在樣品分散方式上還可用空氣作為介質(zhì),，做到了既方便又低成本,。

    使用激光粒度儀檢測水泥粒度分布，克服了傳統(tǒng)檢測方法的局限性,， 不僅能夠指導水泥生產(chǎn),，有效改善水泥和混凝土的性能，還能夠降低水泥生產(chǎn)成本,，對水泥工業(yè)節(jié)能降耗做出突出貢獻,。

四、激光粒度分析儀測試粒度分布案例

    葛洲壩松滋水泥有限公司是中國能源建設集團有限公司—中國葛洲壩集團旗下葛洲壩水泥的成員企業(yè),，也是荊州市*一家水泥生產(chǎn)企業(yè),。葛洲壩松滋水泥位于松滋市劉家場鎮(zhèn)，現(xiàn)有一條日產(chǎn)2500噸熟料新型干法水泥生產(chǎn)線,，年產(chǎn)水泥130萬噸. 公司生產(chǎn)的“三峽”牌水泥廣泛用于江南高速、岳宜高速,、宜張高速,、荊州長江大橋等諸多大型工程的建設。

    松滋水泥為了指導水泥生產(chǎn),，與濟南微納合作，采用Winner3003激光粒度分析儀,，采用空氣作分散介質(zhì),，利用紊流分散原理,，配合高精度喂料裝置和粉料噴射泵，無油靜音氣源,，保證樣品被充分分散。儀器測量,，準確度和重復性*,，客戶非常滿意。

水泥測試報告如下：

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