XCM粉磨技術(shù)與水泥顆料分布對(duì)水泥強(qiáng)度影響及措施

李紅亮 曹炳國(guó) 姚公來(lái)

（山東魯碧建材有限公司，山東 萊蕪 271103）

（鹽城市興誠(chéng)建材環(huán)保設(shè)備有限公司 224001）

在新常態(tài)下，水泥生產(chǎn)質(zhì)量的要求越來(lái)越嚴(yán)格。水泥顆粒分布對(duì)水泥強(qiáng)度影響的研究已有幾十年，水泥顆粒的分布也逐漸受到水泥與混凝土工業(yè)的重視。通過(guò)改善水泥顆粒形態(tài)及顆粒分布，不僅是提高水泥早期強(qiáng)度和增加混合材摻加量及降低成本的方法，也是后期強(qiáng)度增加及降低生產(chǎn)成本最有效的方法之—。本文重點(diǎn)討論一下水泥顆粒分布對(duì)水泥強(qiáng)度的影響，并對(duì)各因素采取相應(yīng)措施，從而達(dá)到水泥目標(biāo)強(qiáng)度的效果。

1 水泥顆粒對(duì)水泥強(qiáng)度的影響

1.1 顆?；瘜W(xué)組成對(duì)水泥強(qiáng)度的影響

當(dāng)今研究已經(jīng)證明，水泥的力學(xué)性能主要由水泥中顆粒的化學(xué)組成和大小決定，且化學(xué)組成對(duì)強(qiáng)度的影響比水泥顆粒粗細(xì)對(duì)強(qiáng)度的影響要大得多。水泥中主要包含四種礦物質(zhì)：C2S、C3S、C3A 和C4AF ?！闱闆r下，水化漿體的主要強(qiáng)度來(lái)自于水泥中含有的C2S 和C3S,占到了總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的72%左右，但相對(duì)而言C3S 的含量高于C2S，且C3S 對(duì)水泥早期強(qiáng)度增加比較快，但后期增長(zhǎng)較低。

1.2 顆粒形狀對(duì)水泥強(qiáng)度的影響

水泥顆粒形狀是水泥最基本的特征參數(shù)之一，常用圓形系數(shù)（f)表示，圓形顆粒的f 值為1,其它形狀f 值均小于1，顆粒越圓則f 值越接近1。通過(guò)水泥強(qiáng)度試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，水灰比相同時(shí)，球形化水泥的抗壓強(qiáng)度無(wú)論早期還是中后期都要比一般水泥高，表現(xiàn)為3d 強(qiáng)度差異較小，中后期強(qiáng)度差異逐漸增加，28d 強(qiáng)度差距約6MPa,60d 兩者強(qiáng)度差距可達(dá)10MPa。因此應(yīng)盡量使水泥顆粒球形化，由于水泥顆粒形狀越圓，顆粒間相互填充更加緊密，這樣不僅能起到減水的效果，還使水泥粉體顆粒的堆積更加密實(shí)。此外球形化水泥的中位孔徑更 小，大孔及超大孔含量少，更加有利于改善水泥的結(jié)構(gòu)，因此對(duì)于提高水泥混凝土的抗?jié)B性、強(qiáng)度和性都非常有利。

1.3 顆粒細(xì)度對(duì)水泥強(qiáng)度的影

一般情況下，水泥顆粒越細(xì)，水泥強(qiáng)度越大。研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)水泥顆粒的比表面積大時(shí)，表現(xiàn)為水化速度更快、早期強(qiáng)度更高等特點(diǎn)。一方面當(dāng)顆料細(xì)度控制在2.0～3.5%和1.0～2.0%時(shí)效果相對(duì)較好，之所以用顆粒細(xì)度表示是由于：顆粒比表面積雖然相同，但顆粒的粒徑分布卻不一定相同，所以用比表面積來(lái)表示水泥的細(xì)度不能很精確地說(shuō)明水泥顆粒的形態(tài)。另一方面，雖然水泥的比表面積增大，強(qiáng)度也隨之增加，但從顆料細(xì)度對(duì)水泥強(qiáng)度增加效果可以看出，在早期水泥中礦物較大的固體表面積與水發(fā)生反應(yīng)，形成大量的水化產(chǎn)物，顆粒越細(xì)時(shí)對(duì)水泥后期強(qiáng)度增加效果更加明顯。

2 改善水泥顆粒狀態(tài)的措施

2.1 改進(jìn)研磨工藝配置

水泥的粉磨工藝是否高效，將會(huì)對(duì)水泥顆粒的活性產(chǎn)生巨大的影響。實(shí)際生產(chǎn)中，由于水泥顆粒的粒徑不可能完全是理想粉體，這不利于提高研磨效率，因此改進(jìn)研磨工藝不但能夠提高粉磨效率，還能從根本上解決水泥顆粒細(xì)度偏粗、細(xì)粉顆粒含量偏低等問(wèn)題。一方面可采用磨機(jī)并聯(lián)、磨機(jī)串聯(lián)甚至磨機(jī)混聯(lián)等方式，有效地改進(jìn)粉磨工藝，提高水泥強(qiáng)度；另一方面，應(yīng)用鍛球混裝研磨體，因?yàn)殄懬蚧煅b不但有球形研磨體較大的沖擊能力，還具有鍛形研磨體面積大的優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)比較不同形狀研磨體在生產(chǎn)中的效果可以看出，重量相同時(shí)，鍛球混配研磨體能顯著提高對(duì)顆粒的研磨能力，改善水泥顆粒的狀態(tài)，最終提高水泥強(qiáng)度。

2.2 磨機(jī)倉(cāng)位、球段級(jí)配及選粉效率的協(xié)調(diào)

無(wú)論開(kāi)流磨還是閉路磨，倉(cāng)位合理長(zhǎng)度非常重要。對(duì)閉路磨而言，由于不同類(lèi)型的選粉機(jī)生產(chǎn)的水泥，其均勻性系數(shù)（n)—般不同，水泥的n 值越大，則水泥的顆粒分布越集中。目前應(yīng)用較多的選粉機(jī)器主要有：離心式選粉機(jī)、旋風(fēng)式選粉機(jī)和新型高效選粉機(jī)（0-sepa 選粉機(jī)），0-sepa 選粉機(jī)的均勻性系數(shù)可達(dá)1.3-1.5，而離心式選粉機(jī)和旋風(fēng)式選粉機(jī)有1.2-1.3,此外在循環(huán)負(fù)荷率相同條件下，0-sepa 選粉機(jī)能調(diào)整籠子轉(zhuǎn)速和風(fēng)量，抑制過(guò)細(xì)研磨，明顯提高水泥顆粒分配。 通過(guò)合理分配磨機(jī)倉(cāng)位、改變破碎倉(cāng)與研磨倉(cāng)的合理比例，也是改善顆粒級(jí)配分布的合理方法.

2.3 用XCM 復(fù)合式選粉裝置及料段分離裝置取代原 "隔倉(cāng)板和出料篦板”對(duì)顆粒級(jí)配分布達(dá)到理想效果有很大的幫助。

圖1 復(fù)合篩分裝置及磨尾粉段分離裝置示意圖

老式的隔倉(cāng)板及出料篦板，只是為了按功能劃分倉(cāng)室、隔離大小鋼球和阻擋研磨體不被排出。XCM 復(fù)合篩分隔倉(cāng)板是一種能對(duì)通過(guò)隔倉(cāng)板的物料進(jìn)行粗細(xì)分級(jí)的新型雙層高效篩粉選粉組合式隔倉(cāng)板。其結(jié)構(gòu)是：（1）、前側(cè)隔倉(cāng)板，在其一端設(shè)置有固定后側(cè)隔倉(cāng)板的裝置，篦縫為射線或同心圓狀。（2）、中間為弧形揚(yáng)料板，正面裝有篩板，側(cè)面用鋼板做成，它兼有揚(yáng)料、選粉、篩粉的功能，并設(shè)有細(xì)粉導(dǎo)入后倉(cāng)的導(dǎo)料裝置。 (3)、后側(cè)隔倉(cāng)板兼有導(dǎo)料作用，具有將進(jìn)入隔倉(cāng)板間被選出的粗顆粒料返回前倉(cāng)的功能。（4)、后側(cè)隔倉(cāng)板篦縫為射線狀，遠(yuǎn)小于微鍛的長(zhǎng)徑尺寸，用于隔絕微鍛進(jìn)入隔倉(cāng)板之間，其內(nèi)側(cè)用螺栓固定篩板。物料隨磨機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)從前側(cè)隔倉(cāng)板的篦縫進(jìn)入兩層隔倉(cāng)板之間，細(xì)小顆粒在風(fēng)力作用下通過(guò)后側(cè)隔倉(cāng)板上的篩縫進(jìn)入后倉(cāng)，其他物料隨磨機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)被選粉室篩板帶起，在重力離心力的作用下從側(cè)篩板進(jìn)入細(xì)粉倉(cāng)，另一部分從選粉室的專(zhuān)用通道滑落到細(xì)粉倉(cāng)。由于篩板的通孔面積 大，物料流程長(zhǎng)，作用力多，隔倉(cāng)板的進(jìn)料通孔面積大，因而通料能力大，選粉效率高，料流暢通不易堵塞，工作穩(wěn)定。（5）、給磨機(jī)增設(shè)的XCM 料鍛分離裝置，具有控制物料流速功能，既能使水泥成品順利出磨而小鋼鍛不溢出磨外，同時(shí)起控制物料流速，保持適當(dāng)存料對(duì)顆粒組成合理提供必要的措施之一。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)改變研磨工藝，磨機(jī)倉(cāng)位、球鍛級(jí)配及選粉效率的使用，用XCM 復(fù)合式選粉裝置及料鍛分離裝置取代原“隔倉(cāng)板和出料篦板”，可以促進(jìn)水泥顆粒球形化，優(yōu)化水泥顆粒級(jí)配，起到改善水泥顆粒組成形態(tài)特征的目的，達(dá)到顯著提高水泥性能和強(qiáng)度的目的。