| 一、水泥颗粒大小对水化反应的影响 水泥强度的产生主要是由于水泥颗粒及水化产物之间相互连生、搭接，进而产生可以抵抗外力的作用。水泥颗粒级配对水泥性能产生的各种影响，主要是因为不同大小颗粒间的摩擦阻力不同，达到一定的流动度所需加水量不同，从而导致水化速度和水泥强度的不同。 （1）0～10μm 颗粒，1天水化达75%，28天接近完全。 （2）10～30μm 颗粒，7天水化接近一半。 （3）30～60μm 颗粒，28天水化接近一半。 （4）＞60μm 颗粒，3个月水化还不到一半。 附表是对某水泥厂P ·S 42.5级水泥筛分分级后，进行强度试验的测试结果。从测试结果可以看出，50μｍ 以下的水泥颗粒在水泥强度的发展中，起重要作用。所以专家建议，有条件的水泥企业，在水泥粉磨生产控制中，采用45μｍ 的方孔筛检测水泥细度，可以使水泥质量和性能更容易得到优化。 学者M e r i c 认为，1μm 以内的小颗粒，在加水拌和后很快就水化了，对强度作用影响很小，反而造成混凝土较大收缩。而一个32μm 的水泥颗粒加水拌和后1个月，只水化了54%，水化深度才5.48μm ，遗留的熟料核只能起骨架作用，其潜在活性还没有充分发挥。 二、水泥熟料颗粒大小对水化反应的影响 水泥的强度性能，主要取决于水泥熟料中的硅酸盐矿物水化反应后的结果。水泥熟料颗粒大小与水化和硬化过程有着直接的联系，不同粒径的水泥熟料颗粒的水化速度及程度差异很大。以C3S 为主要矿物的硅酸盐水泥水化很慢，粒度较大的水泥熟料遗留下未水化的内核，没有对水泥强度做出贡献。显而易见，在水泥熟料矿物组成相同的条件下，水泥的活性和强度随着水泥熟料颗粒尺寸变小、比表面积增加而提高，其影响程度对早期强度更为显著。而对水泥熟料进行分别粉磨，是开发利用水泥熟料潜力的重要途径。 研究者对水泥熟料的机械化学活化研究时发现，熟料组成中＜30μm 的颗粒是发挥水泥强度的有效部分，＞30μm 的颗粒仅成了微晶填料，对强度并不起积极作用。因此，提高熟料中＜30μm 颗粒的含量，减小平均粒径，提高其均匀性系数，这将有利于充分发挥熟料的有效潜能。 研究表明，0～5μｍ 和6～10μｍ 的水泥熟料颗粒，水化1天即达到较高强度，3天、7天强度增长不多，28天强度几乎不增长（甚至产生倒缩），而10～30μｍ 的水泥熟料颗粒强度发挥比较正常，后期强度也能够保持继续增长。研究者在进行熟料颗粒对水泥性能的影响研究后认为，水泥熟料颗粒中3～32μｍ 的颗粒，尤其是16～24μｍ 颗粒的比例应占65%以上，＜3μｍ 的颗粒应占10%左右。 研究认为，当水泥熟料比表面积较高时（≥400m2/kg ），3～32μｍ 颗粒所占的百分比影响很大，≤3μｍ 的水泥熟料颗粒只影响早期强度。一般情况下，3～16μｍ 和16～32μｍ 熟料颗粒对水泥强度影响相同，但当比表面积为350～400m2/kg 时，16～24μｍ 的熟料颗粒是最主要的影响因素。研究还认为，水泥熟料颗粒的大小不同，其中的化学组分与矿物组成也各异，且随着熟料粒径的减小，熟料中的C3S 含量递增。 在水泥企业的水泥粉磨细度改用45μｍ 筛孔之后，通过水泥的微细化，进一步减少熟料50μｍ 以上颗粒的含量，节省了熟料，充分发挥了其强度组分的作用，是一件很有意义的事情。目前，经对我国部分水泥企业不同粉磨工艺条件下的实物水泥颗粒级配测定后发现，水泥产品中3～32μm 熟料颗粒含量偏少，32～64μm 颗粒含量偏多，因此大多数水泥企业都可通过改进粉磨工艺来提高水泥活性（水泥强度）。 三、混合材料的颗粒大小对水泥质量的影响 为了增加水泥产量、节约能源、降低生产成本、改善和调节水泥的某些性能、综合利用工业废渣、实现循环经济，在磨制水泥时，可以掺加数量不超过国家标准规定的混合材料。混合材料在水泥中有以下作用：（1）活化效应。（2）填料作用。（3）改善混凝土的性能和提高强度。这些都与混合材料的活性和细度有关。 各种混合材料的合理掺加量，必须通过不同配比试验来确定。如何提高水泥中混合材料的掺加量，其关键是大幅度提高水泥熟料质量和所掺用混合材料的细度。 凡是天然或人工制成的矿物质材料，磨制成细粉，加水后其本身不硬化，但与石灰加水调和成胶泥状态时，不仅能在空气中硬化，并能继续在水中硬化，这类材料称之为活性混合材料。对混合材料高细粉磨是为了进一步开发利用混合材料的潜在水化活性。混合材料的水化速度比水泥慢得多，经测试表明，在比表面积300m2/kg 左右时，高炉矿渣水化90天左右才能产生与硅酸盐水泥熟料水化28天时相应的强度，粉煤灰则需150天左右才能达到相应的强度。对水泥混合材料进行高细粉磨，扩大了其水化反应时的表面积，可以较大幅度地提高它们的水化速度，使它们能在较短时间内产生较高的强度。 |
