物料粉磨方式对材料强度的影响

随着粉磨技术的不断发展，出现了各种各样的粉磨设备，不同粉磨系统对胶凝材料的颗粒特性产生一定的影响，在很大程度上决定着胶凝材料的性能。对于大量掺加混合材料的少熟料矿渣粉煤灰胶凝材料而言，由于不同原材料易磨性的差异，对其粉磨工艺的优化有重要意义。

试验中主要对比研究了以下5种粉磨方式。

1.共同粉磨

共同粉磨是将矿渣、粉煤灰、熟料及石膏等物料同时喂入磨机中粉磨至比表面积489m2/kg。

2.分磨Ⅰ

将熟料、石膏一起混磨至460m2/kg，矿渣、粉煤灰分别单独磨到520m2/kg和800m2/kg，然后按三者再按配比用搅拌机混合搅拌制得比表面积为512m2/kg。

3.分磨Ⅱ

先粉磨矿渣和粉煤灰至410m2/kg，得到的中间产品再与熟料、石膏一同混磨比表面积为510m2/kg。

4.分磨Ⅲ(www.xing528.com)

先粉磨粉煤灰至比表面积至620m2/kg，加入矿渣混磨至比表面积为386m2/kg，得到的中间产品再与熟料、石膏一同混磨至比表面积为540m2/kg。

5.分磨Ⅳ

先粉磨矿渣至352m2/kg，加入粉煤灰混磨至比表面积为416m2/kg，得到的中间产品再与熟料、石膏一同混磨比表面积为537m2/kg。

选用的少熟料矿渣粉煤灰胶凝材料的配比为水泥熟料为10%，矿渣为60%，粉煤灰20%，二水石膏为10%，外加1%萘系高效减水剂，水胶比为0.36，实验所用矿渣、粉煤灰、水泥熟料和二水石膏如第3章所述。

5种粉磨方式对复合胶凝材料体系抗折、抗压强度的影响结果见图8.1.1。从图8.1.1的试验结果可以看到，采取不同的磨细工艺，胶凝材料的强度有很大差别。分析原因，主要是因为在混合粉磨的过程中会发生机械力化学变化。有关研究表明，粉磨过程不仅是传统意义上的物质的细化过程，而且是伴随着复杂的能量转换和机械力化学变化过程。在以上几种粉磨方式中，共同粉磨制备的胶凝材料强度最低，分磨Ⅳ的强度最高。原因在于矿渣的易磨性较粉煤灰和熟料差，若进行混磨，将无法避免选择性混磨。有研究者发现[109]，矿渣水泥即使磨细到比表面积300～350m2/kg，其中矿渣的比表面积也只有250～270m2/kg，不利于矿渣活性的发挥。分磨Ⅱ在强度上略优于分磨Ⅰ是由于前者综合了分磨和混磨的优点，但矿渣与粉煤灰的微集料填充效应没有发挥出来。分磨Ⅳ从矿渣与粉煤灰之间的优势互补效应考虑，不仅避免了选择性粉磨的缺点，有利于矿渣活性的发挥，同时避免分磨Ⅲ预先分磨粉煤灰由于其细颗粒表面电荷不平衡，细颗粒团聚影响强度从而造成了成型时浆体和易性差、搅拌时气泡难以排出等缺陷，而且采用的共同终粉磨使所得胶凝材料颗粒分布范围较宽和级配较好的特点，有利于减小浆体内部的孔隙率，粒级与活性双重协同优化效应得到充分发挥。

图8.1.1　不同粉磨方式对复合胶凝材料强度的影响