細度與水泥硬化速度的實驗研究

楊 煜

(西南石油大學)

細度與水泥硬化速度的實驗研究

楊 煜

(西南石油大學)

水泥的顆粒如果是處于極其細膩的狀態，那么其水泥與水摻和所發生的反應就會越大，所以其水化所呈現的反應速度也會越來越快。在早期成型的時候水泥所呈現的強度也會越高。本篇研究發現如果當水泥的顆粒系數處在低于 0.04毫米的情況時，會能夠擁有非常高的硬化活性。但如果該系數大于 0.01毫米的時候，其水泥所呈現的硬化活性則不會如此之高。同時，在一般性的常溫基礎環境下，水泥呈現的粉末狀物在0～10微米的時候，其呈現的水化狀況速度則為最快的；而當水泥的粉末狀態處于3～30微米的時候，其硬化的速度及活性速度為最佳；當水泥的粉末狀態達到超過了60微米的時候，其所呈現的活性狀態則為最低，硬化的速度也為最低。同時，也要區分水泥的種類。現今市面上日常使用的水泥種類有硅酸鹽水泥以及普通性能的水泥。

細度；硬化速度

1 不同細度下的水泥所存在的特征

分體狀態下的水泥所呈現的細度性質是其最重要的性質特點，其所包含的主要部分有粉末顆粒的直徑，粉末的分布，粉末所呈現的比表面積，粉末所呈現的顆粒的狀態。水泥被制成粉末狀態的情況下同樣也具有以上的特征，其中，粉末狀態下的細度性質特點是水泥硬化的重要因素之一。

1.1 水泥在粉末狀態下的細度

水泥粉末狀顆粒所呈現的大小與其硬化速度的過程有著直接的關系，不同粉末狀的直徑的水泥其硬化的速度差異十分的巨大。大于65 LM的粉末狀直徑對于硬化速度的催化作用微乎其微，充其量只能作為填料進行使用；然而粉末狀直徑過于細小容易出現水泥的結塊或造成需水過多的情況，其在水泥硬化完全的情況之前就已經完成了反應，對水泥硬化毫無作用。比方說在小于1 LM的粉末狀在小于1 d 內已經反應完全，所以其對水泥的硬化速度并沒有起到非常好的效果。根據官方科研報告稱，硅酸鹽水泥所進行的化學反應很慢，在3 d里其反應速度僅為3 LM，在 29 d時反應速度僅為8.5～10.1 LM。由此我們可以得出，在小于6 LM的水泥粉末狀熟料在3 d的時間內能夠完全反應。這對于含有相似性質的礦物粉末狀水泥來說，他們所擁有的化學反應以及硬化速度能夠隨著水泥粉末狀細度的不一樣而不一樣。好比水泥所制成的粉末狀越小，其比表面積相對變大，從而硬化速度提高。由此能夠推斷出，細度和硬化速度存在重要的關系。

2 水泥硬化速度的主要措施

前幾節已經論證過水泥的粉末狀細度和水泥的硬化速度之間的關系，但具體如何加快水泥的硬化速度將在以下的文段里分成論述。主要分為兩大部分，一個是以添加制劑進行催化反應從而得出較好細度的水泥；另一個則是通過物理性的研磨來達到較好的效果。

2.1 使用助磨劑

通過有效運用助磨劑的方式能夠有效地改善水泥在粉末狀的性質以及增大其比表面積，從而加快水泥的硬化速度。

粉末狀的水泥其存在的流動性質能股十分只管地影響到粉末狀水泥以及其硬化速度之間的關系。使用助磨劑的方法主要是改善粉末狀態下的水泥所擁有的流動型的性質，從而提高水泥的硬化速度。其作用的方法是：在將水泥變成粉末狀的同時添加入助磨劑從而能夠保證水泥在高效硬化的同時不被外部的力量所影響以至于過早第出現裂痕。而即便是在早期出現了硬化后的裂痕，助磨劑都能夠有效地延緩硬化裂痕。同時助磨劑也能夠較為快速地促使水泥粉末狀的形成。此方法能夠有效地改變粉末狀水泥的活性性能，提高水泥硬化速度的效率。

2.2 混合型粉末狀水泥及區分型混合狀水泥

對于不同品牌性質的水泥可以采取一起進行粉末化加工或者是分開進行粉末化加工，從而可以提高水泥的易磨度，提高粉末狀的質量。由之前的文段可以證實出，粉末狀水泥的質量越高，能夠獲得的比表面積就越大，從而能夠提高水泥硬化速度的時間和質量。對于混合型的粉末狀水泥科研報告可得出，使用回轉窯以及立窯共同一起的粉末水泥所呈現的硬化速度以及質量會比較好。因為這兩種形態的混合粉末狀水泥具有一定的互補，不僅能夠提高其粉末制成的程度，還能使其水化速度得得到明顯的變化。但其中需要注意的是，混合型的粉末狀水泥在配比情況中若出現比例失衡，很容易導致粉末細度質量下降，出現粗糙，使其水泥的性能難以發揮到百分之百，從而只能作為填料使用。然而區分型粉末水泥不太容易出現此類的狀況，能夠在水泥粉末的細度上保持其高標準的質量，能夠達到快速硬化的效果。

3 水泥的種類及硬化速度

開頭摘要有提到過關于水泥的不同種類對于水泥的硬化速度也有著不同的影響。常見的水泥種類有硅酸鹽水泥，普通硅酸鹽水泥，礦渣硅酸鹽水泥，火山灰質硅酸鹽水泥，粉煤灰質硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥。第二節內容中有提到過對于復合型粉末水泥比配不當會導致粉末粗糙，硬化速度下降。因此這里只拿硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥進行分析。

3.1 硅酸鹽水泥組成特性

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3.2 普通硅酸鹽水泥組成部分

名稱 代號 熟料+石膏 粒化高爐渣 火山灰質材料 粉煤灰 石灰石普通硅酸鹽水泥 P.O 大于80小于90 大于5且小于20

通過硅酸鹽的水泥特性表以及普通硅酸鹽水泥的特性，能夠可以從其中的水化速度，水化熱，強度，耐化學侵蝕和干縮性等幾個模塊來看，能夠比較直觀地比對出硅酸鹽水泥在硬化的速度與質量上比普通硅酸鹽水泥要更加好。其中硅酸鹽水泥所含的硅酸三鈣和鋁酸四鈣能夠有效地進行互補和中和，得到有效的硬化反應。從而也證明了不同性質的粉末水泥，其細度和硬化速度也會有所不同。

4 結束語

綜上所述，水泥的細度會根據其不同的熟料性質而有所不同，其硬化速度和細度的顆粒大小也會不一樣。同時，細度在過篩后，也要根據其比表面積來判定硬化速度的快慢。所以，如何制成細度較高的粉末狀水泥也是決定其硬化速度的重要因素。本文中有提到通過加入助磨劑的方法有利于精華粉末水泥的細度，提高硬化速度，加固其質量。

粉末狀水泥的眼膜也可根據混合型和分開制成型進行區分。混合制成型粉末狀水泥能夠有效地將各種元素進行結合，在配比之后進行有效的互補。但要重視混合型制成中的配比問題，倘若出現配比不合當，容易造成水泥硬化速度不達成以及質量上的不過關，同時也會造成早期的干裂，抗壓性降低等一系列問題，其粉末轉的細度也會變得粗糙，從而只能用作于填料。反之，分開制成型粉末狀水泥不會出現此種狀況，其硬化速度較優，且硬化后不容易出現干裂狀況，抗壓性能也很高。但要采取何種方法進行粉末水泥細度的制成要取決于所擁有的環境，材料，資金等一系列條件。

最后，不同性質的粉末水泥其細度也會有很大的區別，進而其硬化速度以及質量也會有所不同。本文中有列舉出現今市面上比較常見的和常用到的水泥種類，根據之前所提到的混合配比以及區分配比，在本篇文章中列舉出來較為典型的兩類水泥：硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。其性質表以及成分表均有在本篇文章中列出，參考了書本與數據庫里的參數從而制成的表格。其中不難看出作為混合制的硅酸鹽水泥其中所含的硅酸三鈣和鋁酸四鈣的互補性能夠極大地發揮硅酸鹽水泥的特性，其硬化速度和細度也堪稱較優。普通硅酸鹽水泥的成分多是石灰石，粉煤灰等攙合物，其硬度和強度還有細度方面較硅酸鹽水泥差，質量上的優勢較低。

以上的結論均是以日常溫度與環境的條件下得出的結論，如若是環境非日常環境，其硬化速度可能會有所改變，還需要使用者進行適當的改變，來得出最優的成果。

不同細度，性質的水泥其硬化速度與強度也不盡相同，需要使用者綜合其環境，用途以及物價等多個方面來進行比對，從而購得有效的產品。

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TQ172

B

1007-6344（2017）10-0007-01

楊煜，1992年4月出生，四川南充人，本科學歷，西南石油大學材料院，材料科學與工程專業。