合理控制水泥细度，改善其使用性能

合理控制水泥细度，改善其使用性能

李舜兴

博罗县园洲罗浮山水泥有限公司广东惠州516100

文章摘要：通过细度、比表面积与颗粒级配间的关系对水泥在不同使用领域中的情况进行阐述合理控制水泥细度，改善其使用性能的看法。

关键词：细度、比表面积、颗粒级配、水泥的使用性能

一般来说，水泥厂对出厂水泥通常以0.08mm方孔筛的筛余或比表面积来表达水泥的细度，后来添加0.045mm方孔筛的筛余来控制水泥的细度，近年又有发展到使用水泥颗粒分布来表达水泥的细度。

通用水泥目前仍然占水泥的比例较大，按国家标准中通用水泥大部分用0.08mm方孔筛的筛余来表示水泥的细度，普通水泥和硅酸盐水泥用比表面积来表示水泥细度。但现在越来越多的人了解了上述的控制表达式各有局限性。相同或不相同的0.08mm方孔筛的筛余有可能是不同或相同的比表面积，甚至还有可能相差较大的！用上述两者中的一种表示细度都存在一定的片面性，因此有些工作者就引入0.045mm方孔筛的筛余在水泥生产中作为水泥细度控制，再后来就提出用水泥颗粒分布来表达水泥的细度。

用0.045mm方孔筛的筛余表示出通过0.08mm方孔筛中的细粉中在与0.045mm间有相当含量，但仍无法了解低于0.045mm的量。毕竟较仅控制0.08mm的时候前进了一步，若此时结合上述三个结果共同反映，可以更有效、更贴切地反映水泥的实际细度。

尽管存在相同筛余值有不同比表面积值，或相同比表面积有不同筛余，有时相差甚大，但通常来说细度越细，其筛余值越小，比表面积越大；比表面积的大小相当程度与筛余值成反相关关系。

这就是说它们间受水泥颗粒大小、形状、分布等影响，相互间在比例上会不一致。但三者都是水泥细度的表达方式，只是想表达的意义不一样罢了。

在水泥使用上来说，水泥颗粒分布合理，球形度高，细度与比表面积结合控制，控制适当时水泥一般体现出其使用性能良好，和易性好，坍落度小，泌水性与保水性可调性强，需水量少，凝结时间正常，由此浇注出来的混凝土强度高，耐久性好，用水泥量少，混凝土方成本低。什么样的级配就为之好？如何做到呢？

从有关文献中了解，外国硅酸盐水泥0.08mm方孔筛的筛余在0.4~2.4%，多数小于1%，而国内在0.5~5%，多数在1.5~3.5%，大于3.5%的占20%以上。水泥细度及其颗粒组成对水泥水化和混凝土性能影响很大，一般认为，对混凝土强度发展起重要作用的是3~32μm的水泥颗粒，对水泥强度增进率起主要作用，这部分颗粒含量越多，水泥质量越好，对混凝土性能影响尤为重要，一般要求其总重量应大于65%，小于3μm颗粒应小于10%，大于65μm颗粒应避免或极少。

水泥中长方形、圆柱形颗粒多，水泥颗粒间的相互连生、搭接有助于早期强度的提高，但颗粒间的摩擦系数大，要达到一定的流动度就需要多加水泥，标准稠度增加又使后期强度增长率及后期强度较球形度高的水泥颗粒低。

上述级配只有在水泥生产中水泥磨与分选设备构成的粉磨系统来完成。粉磨时会受物料中的水份、温度、易磨性、混合材掺入品种与量，磨内衬板质量与形状、研磨体质量与级配、填充率、隔仓板及使用助磨剂品种与量等影响，调节时与水泥磨喂料的稳定性、喂料量适宜性，辊压效果，选粉机调节，风量调整有关。

水泥生产中，物料的性能一般变化不大，但水泥磨可在控制中的调节手段通常有通风，物料流速，投料量，改善辊压效果及选粉机的喂料量与风量等。这仅是一般控制方法，若要更详尽的调整方法,需进一步讨论与实践。

不同的使用情况，对水泥细度的要求会不一样，结合本人检验控制及对使用情况的了解，认为：

管桩领域使用时要求比表面积375±15m2/Kg，0.045mm方孔筛筛余12±2%，0.08mm方孔筛筛余1.5±0.5%，可保证混凝土的和易性，保水性，制成的管桩在受力冲击时能保持足够韧性，不易折断和具有足够的强度。

某公司水泥在多家管桩厂使用，当比表面积小于350m2/Kg时，出现泌水，桩内塌料；大于390m2/Kg时，出现成型困难并桩内流浆明显。0.045mm方孔筛筛余小于8%时，桩体发脆，易断桩；大于15%时，出现泌水，桩内塌料。0.08mm方孔筛筛余大于2%，出现泌水，桩内塌料；小于1%时，强度不够，易烂桩头。

大坝及大体积施工时用的水泥比表面积不能太大，但也不能过小，以保证其和易性、保水性、强度。0.08mm方孔筛筛余略大些，约3%，比表面积在330m2/Kg，0.045mm方孔筛筛余在11%左右时，有利于改善其使用性能，又能控制其水化热，尤其是早期水化热的发挥有所抑制，对免除裂缝的产生、破坏混凝土结构有好处。当筛余由3.5%下降到1.5%时，比表面积由300m2/Kg上升到350m2/Kg时，经测定早期水化热上升20J/g。在有关文献中介绍水泥比表面积在400m2/Kg时，裂缝与龟裂现象明显，会对其安全性产生威胁。

普通混凝土浇注用的水泥，相对来说其对强度与细度的要求要相对宽松些，一般选用高比表面积，低筛余，不仅可保障混凝土和易性，经时损失小，降低水泥用量，节约混凝土单位成本，又能保障其设计强度。

上述观点未必完全适用，可通过水泥生产厂家与混凝土生产单位合作，较长期研究与跟踪，能更进一步地阐明。

尽管水泥细度与水泥使用性能有如此密切的关系，但在检测上我国还处于摸索阶段。

除0.08mm方孔筛与0.045mm方孔筛的检测有国家标准样外，颗粒分布还未有标准样。纵使有其标准样，其准确性仍有商榷之处。

国产筛的筛网质量较差，孔的形状不是正方形的，有梯形的、长方形、三角形的都有，且孔径相同的也极少。我司曾向由国家水泥质量监督检验中心监制的某制筛厂购几批0.08mm方孔筛，它的合格率仅为10~25%。用标准样测定其校正系数普遍偏大。

比表面积标准粉经一段时期或不同批次的结果相差也相当大，我司曾测试过存放超过9个月与不同批次的标准粉的结果相差达50m2/Kg，完全失去其标准的意义。

颗粒分析测定仪的测量原理各不相同，相同原理的仪器的测定结果也明显不同，相互间的可比性差，相对其各自的稳定性还算能接受。

因此，就目前水泥细度从检测到水泥使用来看，我认为：

1、水泥标准筛及水泥细度标准样的质量亟需提高，要着力研究更细颗粒的标准样品。

2、水泥在混凝土中的使用与要求不同，可以通过调整其细度与颗粒分布来改善并实现其目的；

3、水泥细度、比表面积和颗粒级配可通过改变水泥磨的情况与操作来调整。

参考资料：

《执行水泥新标准对细度状态的试验研究》（《水泥技术》2001年1期）

《水泥粒度分布对其性能的影响》（《水泥》2011年6期）