在水泥和混凝土中摻入高細(xì)度混合材以提高水泥及其制品的力學(xué)強(qiáng)度,是許多國(guó)家建材工作者研制超高強(qiáng)水泥和高強(qiáng)混凝土所采用的技術(shù)路線之一。借鑒研制高強(qiáng)度水泥和混凝土的部分技術(shù)措施,筆者嘗試在通用水泥的生產(chǎn)過(guò)程中利用摻入細(xì)磨混合材的方法,來(lái)提高水泥的強(qiáng)度和增加混合材摻量,從而達(dá)到提高水泥質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本的目的。為此,試驗(yàn)研究了水泥顆粒級(jí)配對(duì)水泥強(qiáng)度的影響,以及不同配比和粉磨細(xì)度的水泥性能。
1 試驗(yàn)原料及試驗(yàn)方法
1.1試驗(yàn)用混合材的化學(xué)成分
??? 試驗(yàn)所用各種混合材的化學(xué)成分列于表1。
1.2試驗(yàn)方法
為了控制摻細(xì)磨混合材水泥當(dāng)中混合材和水泥熟料等各組分的粉磨細(xì)度和水泥顆粒級(jí)配,小磨試驗(yàn)中采用兩套研磨體。一套為微型研磨體(鋼段直徑8～25mm),主要用于研磨水泥中的混合材等高細(xì)組分;一套為普通研磨體(鋼段直徑>20 mm),用于研磨水泥中的熟料等粗組分。分別控制和調(diào)整水泥中粗組分和細(xì)組分的粉磨細(xì)度,并按不同比例將兩個(gè)組分混合均勻,從而找出較合理的水泥顆粒級(jí)配。并對(duì)不同水泥配比和粉磨細(xì)度的這種水泥基本性能進(jìn)行了測(cè)試。
2 水泥顆粒級(jí)配對(duì)強(qiáng)度的影響
2.1不同顆粒級(jí)配的水泥強(qiáng)度
試驗(yàn)中選用了6組試驗(yàn)樣品,其中1組為混合粉磨,5組為分別粉磨,但粗、細(xì)組分細(xì)度均不相同。
圖1為上述不同粉磨方式和粉磨細(xì)度即不同顆粒級(jí)配的水泥強(qiáng)度增長(zhǎng)曲線。圖中曲線A為混合粉磨,其余B、C、D、E、F五條曲線為分別粉磨。各條曲線所對(duì)應(yīng)的水泥強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果和粉磨細(xì)度列于表2。
其中A組水泥和與A組水泥比表面積相同的D組水泥,以及與A組水泥強(qiáng)度相近的B組水泥的顆粒級(jí)配列于表3和表4。
注:1.表中各組數(shù)據(jù)為3套試樣數(shù)據(jù)平均值,下表同。2.水泥中粗組分平均配比為:熟料57%、石膏4%、礦渣16%;細(xì)組分平均配比為:沸石7%、礦渣和硅灰石尾礦共10%、石灰石和石膏共6%。3.細(xì)組分中沸石比例相對(duì)較多,故粉磨的比表面積控制較高。對(duì)不同的混合材應(yīng)控制不同的比表面積(見(jiàn)表6)。
結(jié)合圖1、表2～表4,可以看出:
1)在水泥比表面積和中位粒徑基本相同的情況下,分別粉磨的D組試樣與混合粉磨的A組試樣相比,由于水泥顆粒級(jí)配的不同,28d抗壓強(qiáng)度提高了6.7 MPa,約13.4%,3d抗壓強(qiáng)度提高近3.0 MPa,即12.3%。
?2)在分別粉磨的試樣中,D組試樣與B、C兩組試樣相比,雖然其水泥比表面積居于B、C兩者之間,但其抗壓強(qiáng)度卻明顯高于兩者。表明分別粉磨對(duì)水泥強(qiáng)度的影響不完全取決于混合后的水泥細(xì)度,而主要決定于水泥中粗組分和細(xì)組分各自的粉磨細(xì)度和比例,即水泥的顆粒級(jí)配情況。