粉磨工藝對水泥顆粒級配及強度的影響

梁志文

摘 要：近年來，隨著我國水泥產業結構的調整，粉磨設備正逐漸向著大型化和節電化方向發展，例如輥壓機逐漸代替了球磨機部分的粗磨和粉碎功能，立磨設備和輥壓機組成的聯合粉磨系統可極大降低水泥粉磨時的電能消耗等等。然而隨著粉磨效率的提升，對水泥顆粒級配和水泥強度也會帶來一定的影響。為此，有必要研究這些變化和影響因素，以根據實際需求選擇適宜的粉磨工藝。本文結合實際工作經驗，主要分析和探討了不同粉磨工藝對水泥顆粒級配和強度的影響。

關鍵詞：粉磨工藝；水泥顆粒級配；強度；影響

1 粉磨工藝對水泥顆粒級配的影響

目前，工廠中用于加工水泥的粉磨工藝主要有：開路磨、輥壓機+開路磨、輥壓機+開路磨+助磨劑、輥壓機+閉路磨（人為降低選粉效率后）、輥壓機+閉路磨（高效選粉）這幾類，其水泥粉磨效率和選粉效率呈現為依次遞增的關系。本文為詳細分析這幾類粉磨工藝對水泥顆粒級配的影響，通過Φ4.2m×13m的球磨機依次采用這幾種工藝對P·O42.5R水泥進行加工，最終其顆粒組成情況、均勻性系數以及配置混凝土和易性評價，詳見下表1所示。

表1 各類粉磨工藝加工P·O42.5R水泥的顆粒組成及性能評價表

粉磨工藝 顆粒組成（%） 均勻性系數n 配制混凝土和易性評價

<3μm 3～32μm 32～45μm >45μm

開路磨 15.00 61.88 10.01 13.11 0.93 優越

輥壓機+開路磨 13.84 62.04 12.61 12.51 1.03 較好

輥壓機+開路磨+助磨劑 13.00 62.32 12.13 12.55 1.07 較好

輥壓機+閉路磨（人為降低選粉效率后） 13.32 62.64 11.13 12.91 1.0 較好

輥壓機+閉路磨（高效選粉） 11.14 67.03 11.90 9.93 1.17 較差

理想級配（Fuller級配） 22.50 35.49 42.01 0.62 結構最致密

通過表1，我們主要可以得出以下結論：

1.1 開路磨、輥壓機+開路磨、輥壓機+開路磨+助磨劑、輥壓機+閉路磨（人為降低選粉效率后）、輥壓機+閉路磨（高效選粉）這幾類粉磨工藝，隨著粉磨效率的提升，水泥顆粒分布的均勻性系數n為有所增加，<3μm顆粒組成減少，3～32μm的顆粒組成增加。總體而言，隨著粉磨效率的提升，水泥顆粒組成的分布越集中，而根據其配置混凝土和易性也越差。呈現為下圖1中的關系。

圖1 粉磨工藝與顆粒分布、粉磨效率的關系

1.2 在表1中的Fuller級配即為理想級配，是指混凝土中各材料能實現最致密堆積狀態的連續性級配關系。當水泥顆粒級配越接近Fuller級配時，其所配置的混凝土和易性、流動性越好，結構致密程度也越高。而從表1中可發現，各類粉磨工藝所加工水泥的顆粒級配和Fuller級配都存在較大的差距。按照接近Fuller級配的角度出發，各粉磨工藝的優良次序依次為：開路磨、輥壓機+開路磨、輥壓機+開路磨+助磨劑、輥壓機+閉路磨（人為降低選粉效率后）、輥壓機+閉路磨（高效選粉）。即粉磨效率越高時，水泥顆粒級配和理想級配的相差程度也大，所配置的混凝土和易性、結構致密性也越差。

2 粉磨工藝對水泥強度的影響

水泥的強度是指水泥顆粒與水化物之間相互膠結、連生，從而形成可以抵抗外力的作用。從近年來相關研究表明，水泥強度主要受到3～32μm水泥顆粒含量以及均勻性系數n的影響。為驗證其影響關系，本文選用了開磨和閉磨兩種工藝對P·Ⅱ42.5R水泥進行加工，其相關性能參數見下表2所示。

表2 不同粉磨工藝生產的P·Ⅱ42.5R水泥性能參數表

粉磨

工藝 比表面積

（m2/kg） 標準稠度用

水量（%） 初凝

（min） 終凝

（min） 抗折強度（MPa） 抗壓強度（MPa）

3d 28d 3d 28d

開路 390 23.5 123 163 5.9 8.0 31.8 53.0

閉路 377 25.3 138 176 6.2 9.1 34.4 56.5

通過表2，我們主要可以得出以下結論：

2.1 從表2可以看出，在28天時閉路磨工藝生產的水泥其抗折強度和抗壓強度均明顯高于開路磨工藝生產的水泥。

2.2 從表1中我們可以得知，隨著粉磨效率的提升，3～32μm水泥顆粒含量和均勻性系數n均會逐漸增加。這也驗證了水泥強度會隨著3～32μm水泥顆粒含量以及均勻性系數n的增加，而逐漸加大的理論。

3 結語

綜合以上結論可以發現，不同粉磨工藝所生產的水泥在顆粒級配、水泥強度以及所配置的混凝土性能上都會存在著一定的差異，且隨著粉磨效率的逐漸提高，水泥顆粒分布會越集中、級配性變差、水泥強度提高、所配置的混凝土和易性變差。由此可見，粉磨效率、顆粒級配以及強度之間是存在著一定的矛盾和關聯的，當前任意一種水泥粉磨工藝均無法同時最大限度滿足效率、級配度和強度三方面的要求。因此在實際生產中對水泥粉磨工藝的選擇，最主要是取決于所需加工水泥性能的側重點。

3.1 從所配置混凝土和易性及結構致密性的角度出發，則應當要求水泥顆粒級配越接近理想級配越好，因此應盡量選擇開路粉磨工藝。

3.2 從水泥強度出發，則要求3～32μm水泥顆粒含量以及均勻性系數n偏大，可選擇輥壓機+閉路磨（高效選粉）工藝。

3.3 從水泥生產效率和節電角度出發，則應當選擇效率最高的立磨工藝。

參考文獻

[1] 喬齡山.水泥的最佳顆粒分布及其評價方法[J].水泥.2001（6）.

[2] 吳笑梅，樊粵明等.顆粒分布對水泥與減水劑相容性的影響[J].華南理工大學學報，2009.

[3] 唐健坤.水泥顆粒分布對混凝土性能的影響[D].華南理工大學，2009.

摘 要：近年來，隨著我國水泥產業結構的調整，粉磨設備正逐漸向著大型化和節電化方向發展，例如輥壓機逐漸代替了球磨機部分的粗磨和粉碎功能，立磨設備和輥壓機組成的聯合粉磨系統可極大降低水泥粉磨時的電能消耗等等。然而隨著粉磨效率的提升，對水泥顆粒級配和水泥強度也會帶來一定的影響。為此，有必要研究這些變化和影響因素，以根據實際需求選擇適宜的粉磨工藝。本文結合實際工作經驗，主要分析和探討了不同粉磨工藝對水泥顆粒級配和強度的影響。

關鍵詞：粉磨工藝；水泥顆粒級配；強度；影響

1 粉磨工藝對水泥顆粒級配的影響

目前，工廠中用于加工水泥的粉磨工藝主要有：開路磨、輥壓機+開路磨、輥壓機+開路磨+助磨劑、輥壓機+閉路磨（人為降低選粉效率后）、輥壓機+閉路磨（高效選粉）這幾類，其水泥粉磨效率和選粉效率呈現為依次遞增的關系。本文為詳細分析這幾類粉磨工藝對水泥顆粒級配的影響，通過Φ4.2m×13m的球磨機依次采用這幾種工藝對P·O42.5R水泥進行加工，最終其顆粒組成情況、均勻性系數以及配置混凝土和易性評價，詳見下表1所示。

表1 各類粉磨工藝加工P·O42.5R水泥的顆粒組成及性能評價表

粉磨工藝 顆粒組成（%） 均勻性系數n 配制混凝土和易性評價

<3μm 3～32μm 32～45μm >45μm

開路磨 15.00 61.88 10.01 13.11 0.93 優越

輥壓機+開路磨 13.84 62.04 12.61 12.51 1.03 較好

輥壓機+開路磨+助磨劑 13.00 62.32 12.13 12.55 1.07 較好

輥壓機+閉路磨（人為降低選粉效率后） 13.32 62.64 11.13 12.91 1.0 較好

輥壓機+閉路磨（高效選粉） 11.14 67.03 11.90 9.93 1.17 較差

理想級配（Fuller級配） 22.50 35.49 42.01 0.62 結構最致密

通過表1，我們主要可以得出以下結論：

1.1 開路磨、輥壓機+開路磨、輥壓機+開路磨+助磨劑、輥壓機+閉路磨（人為降低選粉效率后）、輥壓機+閉路磨（高效選粉）這幾類粉磨工藝，隨著粉磨效率的提升，水泥顆粒分布的均勻性系數n為有所增加，<3μm顆粒組成減少，3～32μm的顆粒組成增加。總體而言，隨著粉磨效率的提升，水泥顆粒組成的分布越集中，而根據其配置混凝土和易性也越差。呈現為下圖1中的關系。

圖1 粉磨工藝與顆粒分布、粉磨效率的關系

1.2 在表1中的Fuller級配即為理想級配，是指混凝土中各材料能實現最致密堆積狀態的連續性級配關系。當水泥顆粒級配越接近Fuller級配時，其所配置的混凝土和易性、流動性越好，結構致密程度也越高。而從表1中可發現，各類粉磨工藝所加工水泥的顆粒級配和Fuller級配都存在較大的差距。按照接近Fuller級配的角度出發，各粉磨工藝的優良次序依次為：開路磨、輥壓機+開路磨、輥壓機+開路磨+助磨劑、輥壓機+閉路磨（人為降低選粉效率后）、輥壓機+閉路磨（高效選粉）。即粉磨效率越高時，水泥顆粒級配和理想級配的相差程度也大，所配置的混凝土和易性、結構致密性也越差。

2 粉磨工藝對水泥強度的影響

水泥的強度是指水泥顆粒與水化物之間相互膠結、連生，從而形成可以抵抗外力的作用。從近年來相關研究表明，水泥強度主要受到3～32μm水泥顆粒含量以及均勻性系數n的影響。為驗證其影響關系，本文選用了開磨和閉磨兩種工藝對P·Ⅱ42.5R水泥進行加工，其相關性能參數見下表2所示。

表2 不同粉磨工藝生產的P·Ⅱ42.5R水泥性能參數表

粉磨

工藝 比表面積

（m2/kg） 標準稠度用

水量（%） 初凝

（min） 終凝

（min） 抗折強度（MPa） 抗壓強度（MPa）

3d 28d 3d 28d

開路 390 23.5 123 163 5.9 8.0 31.8 53.0

閉路 377 25.3 138 176 6.2 9.1 34.4 56.5

通過表2，我們主要可以得出以下結論：

2.1 從表2可以看出，在28天時閉路磨工藝生產的水泥其抗折強度和抗壓強度均明顯高于開路磨工藝生產的水泥。

2.2 從表1中我們可以得知，隨著粉磨效率的提升，3～32μm水泥顆粒含量和均勻性系數n均會逐漸增加。這也驗證了水泥強度會隨著3～32μm水泥顆粒含量以及均勻性系數n的增加，而逐漸加大的理論。

3 結語

綜合以上結論可以發現，不同粉磨工藝所生產的水泥在顆粒級配、水泥強度以及所配置的混凝土性能上都會存在著一定的差異，且隨著粉磨效率的逐漸提高，水泥顆粒分布會越集中、級配性變差、水泥強度提高、所配置的混凝土和易性變差。由此可見，粉磨效率、顆粒級配以及強度之間是存在著一定的矛盾和關聯的，當前任意一種水泥粉磨工藝均無法同時最大限度滿足效率、級配度和強度三方面的要求。因此在實際生產中對水泥粉磨工藝的選擇，最主要是取決于所需加工水泥性能的側重點。

3.1 從所配置混凝土和易性及結構致密性的角度出發，則應當要求水泥顆粒級配越接近理想級配越好，因此應盡量選擇開路粉磨工藝。

3.2 從水泥強度出發，則要求3～32μm水泥顆粒含量以及均勻性系數n偏大，可選擇輥壓機+閉路磨（高效選粉）工藝。

3.3 從水泥生產效率和節電角度出發，則應當選擇效率最高的立磨工藝。

參考文獻

[1] 喬齡山.水泥的最佳顆粒分布及其評價方法[J].水泥.2001（6）.

[2] 吳笑梅，樊粵明等.顆粒分布對水泥與減水劑相容性的影響[J].華南理工大學學報，2009.

[3] 唐健坤.水泥顆粒分布對混凝土性能的影響[D].華南理工大學，2009.

摘 要：近年來，隨著我國水泥產業結構的調整，粉磨設備正逐漸向著大型化和節電化方向發展，例如輥壓機逐漸代替了球磨機部分的粗磨和粉碎功能，立磨設備和輥壓機組成的聯合粉磨系統可極大降低水泥粉磨時的電能消耗等等。然而隨著粉磨效率的提升，對水泥顆粒級配和水泥強度也會帶來一定的影響。為此，有必要研究這些變化和影響因素，以根據實際需求選擇適宜的粉磨工藝。本文結合實際工作經驗，主要分析和探討了不同粉磨工藝對水泥顆粒級配和強度的影響。

關鍵詞：粉磨工藝；水泥顆粒級配；強度；影響

1 粉磨工藝對水泥顆粒級配的影響

目前，工廠中用于加工水泥的粉磨工藝主要有：開路磨、輥壓機+開路磨、輥壓機+開路磨+助磨劑、輥壓機+閉路磨（人為降低選粉效率后）、輥壓機+閉路磨（高效選粉）這幾類，其水泥粉磨效率和選粉效率呈現為依次遞增的關系。本文為詳細分析這幾類粉磨工藝對水泥顆粒級配的影響，通過Φ4.2m×13m的球磨機依次采用這幾種工藝對P·O42.5R水泥進行加工，最終其顆粒組成情況、均勻性系數以及配置混凝土和易性評價，詳見下表1所示。

表1 各類粉磨工藝加工P·O42.5R水泥的顆粒組成及性能評價表

粉磨工藝 顆粒組成（%） 均勻性系數n 配制混凝土和易性評價

<3μm 3～32μm 32～45μm >45μm

開路磨 15.00 61.88 10.01 13.11 0.93 優越

輥壓機+開路磨 13.84 62.04 12.61 12.51 1.03 較好

輥壓機+開路磨+助磨劑 13.00 62.32 12.13 12.55 1.07 較好

輥壓機+閉路磨（人為降低選粉效率后） 13.32 62.64 11.13 12.91 1.0 較好

輥壓機+閉路磨（高效選粉） 11.14 67.03 11.90 9.93 1.17 較差

理想級配（Fuller級配） 22.50 35.49 42.01 0.62 結構最致密

通過表1，我們主要可以得出以下結論：

1.1 開路磨、輥壓機+開路磨、輥壓機+開路磨+助磨劑、輥壓機+閉路磨（人為降低選粉效率后）、輥壓機+閉路磨（高效選粉）這幾類粉磨工藝，隨著粉磨效率的提升，水泥顆粒分布的均勻性系數n為有所增加，<3μm顆粒組成減少，3～32μm的顆粒組成增加。總體而言，隨著粉磨效率的提升，水泥顆粒組成的分布越集中，而根據其配置混凝土和易性也越差。呈現為下圖1中的關系。

圖1 粉磨工藝與顆粒分布、粉磨效率的關系

1.2 在表1中的Fuller級配即為理想級配，是指混凝土中各材料能實現最致密堆積狀態的連續性級配關系。當水泥顆粒級配越接近Fuller級配時，其所配置的混凝土和易性、流動性越好，結構致密程度也越高。而從表1中可發現，各類粉磨工藝所加工水泥的顆粒級配和Fuller級配都存在較大的差距。按照接近Fuller級配的角度出發，各粉磨工藝的優良次序依次為：開路磨、輥壓機+開路磨、輥壓機+開路磨+助磨劑、輥壓機+閉路磨（人為降低選粉效率后）、輥壓機+閉路磨（高效選粉）。即粉磨效率越高時，水泥顆粒級配和理想級配的相差程度也大，所配置的混凝土和易性、結構致密性也越差。

2 粉磨工藝對水泥強度的影響

水泥的強度是指水泥顆粒與水化物之間相互膠結、連生，從而形成可以抵抗外力的作用。從近年來相關研究表明，水泥強度主要受到3～32μm水泥顆粒含量以及均勻性系數n的影響。為驗證其影響關系，本文選用了開磨和閉磨兩種工藝對P·Ⅱ42.5R水泥進行加工，其相關性能參數見下表2所示。

表2 不同粉磨工藝生產的P·Ⅱ42.5R水泥性能參數表

粉磨

工藝 比表面積

（m2/kg） 標準稠度用

水量（%） 初凝

（min） 終凝

（min） 抗折強度（MPa） 抗壓強度（MPa）

3d 28d 3d 28d

開路 390 23.5 123 163 5.9 8.0 31.8 53.0

閉路 377 25.3 138 176 6.2 9.1 34.4 56.5

通過表2，我們主要可以得出以下結論：

2.1 從表2可以看出，在28天時閉路磨工藝生產的水泥其抗折強度和抗壓強度均明顯高于開路磨工藝生產的水泥。

2.2 從表1中我們可以得知，隨著粉磨效率的提升，3～32μm水泥顆粒含量和均勻性系數n均會逐漸增加。這也驗證了水泥強度會隨著3～32μm水泥顆粒含量以及均勻性系數n的增加，而逐漸加大的理論。

3 結語

綜合以上結論可以發現，不同粉磨工藝所生產的水泥在顆粒級配、水泥強度以及所配置的混凝土性能上都會存在著一定的差異，且隨著粉磨效率的逐漸提高，水泥顆粒分布會越集中、級配性變差、水泥強度提高、所配置的混凝土和易性變差。由此可見，粉磨效率、顆粒級配以及強度之間是存在著一定的矛盾和關聯的，當前任意一種水泥粉磨工藝均無法同時最大限度滿足效率、級配度和強度三方面的要求。因此在實際生產中對水泥粉磨工藝的選擇，最主要是取決于所需加工水泥性能的側重點。

3.1 從所配置混凝土和易性及結構致密性的角度出發，則應當要求水泥顆粒級配越接近理想級配越好，因此應盡量選擇開路粉磨工藝。

3.2 從水泥強度出發，則要求3～32μm水泥顆粒含量以及均勻性系數n偏大，可選擇輥壓機+閉路磨（高效選粉）工藝。

3.3 從水泥生產效率和節電角度出發，則應當選擇效率最高的立磨工藝。

參考文獻

[1] 喬齡山.水泥的最佳顆粒分布及其評價方法[J].水泥.2001（6）.

[2] 吳笑梅，樊粵明等.顆粒分布對水泥與減水劑相容性的影響[J].華南理工大學學報，2009.

[3] 唐健坤.水泥顆粒分布對混凝土性能的影響[D].華南理工大學，2009.