水泥的粉磨工艺与颗粒级配和需水量影响混凝土强度，必须稳定水泥的标准稠度用水量
2017-05-04 文/贾华平 中国砼易购讯（4008981058）
水泥需水量已经引起水泥用户的高度重视，尤其是在商品混凝土发达的地区，越来越多的用户对水泥需水量提出了越来越高的要求。
混凝土生产商都希望选择需水量小的水泥，反过来影响到水泥企业产品的竞争力和售价，影响到水泥生产者的成本和效益。
影响水泥需水量的因素很多，粉磨工艺的制约就是其中之一。换句话说，就是不同的粉磨工艺生产出来的水泥，其需水量是不一样的，这个道理大家都明白。
然而正是因大家都明白的这个道理，如果要提升粉磨系统的效率，无论我们采用何种更为先进的粉磨工艺，都必须考虑该种工艺水泥的需水量是否合适。否则，我们就必须在粉磨效率、粉磨成本和需水量三者之间寻求平衡。
1，关于水泥的需水量
水泥标准稠度需水量（以下简称水泥需水量），准确的特征参数应该是混凝土的标准稠度用水量。是指能使水泥浆体达到一定的可塑性和流动性所需要的拌合水量，它是水泥使用性能的重要指标。
水泥需水量直接影响到混凝土的水灰比，继而影响到混凝土的强度、抗蚀性、抗冻性、耐久性，影响到混凝土生产的水泥用量以及外加剂用量，影响到用户的成本和效益。
水泥的标准稠度用水量越大，水泥净浆达到标准稠度的用水量、水泥砂浆达到规定流动度的用水量，以及水泥混凝土达到一定坍落度的用水量也都越大，使其净浆、砂浆、混凝土的水灰比越大、其颗粒间空隙越多、密实度越小，从而使水泥及其混凝土的施工性能、力学性能和耐久性能变差。
直观地看，
混凝土的配方设计有三个基本参数：
水灰比、用水量、砂率。
三个参数中，有两个涉及到水，足见水泥标准稠度用水量问题在混凝土中的重要性。混凝土强度同用水量成反比，为了提高混凝土强度必须减少其用水量。
理论上，
要保持混凝土的强度不变，当混凝土的用水量发生变化时，应该保持水灰比不变，相应调整水泥用量，
但这在实际生产操作中很难做到。
由于实验条件和工艺设备的限制，预拌混凝土厂很难做到根据每批水泥的需水性变化而调整水泥用量。
大多数情况下的做法，反而是保持水泥用量及砂石等材料用量不变，而根据坍落度值来调整用水量。
这样，混凝土实际水灰比将随水泥需水性的变化而变化，相应地影响混凝土的强度。故为了稳定混凝土的强度，必须稳定水泥的标准稠度用水量。
降低水泥的标准稠度需水量，对降低混凝土单立方用水量、进而提高其强度，降低水泥用量、以节约混凝土生产成本，对混凝土行业具有十分重要的意义。
2，影响水泥需水量的主要因素
1）水泥比表面积、颗粒级配、颗粒形状的影响
2）水泥混合材种类和掺加量的影响
3）石膏对水泥需水量的影响
4）熟料对水泥需水量的影响
5）粉磨工艺对需水量的影响
2.1 水泥比表面积、颗粒级配、颗粒形状的影响
有关研究表明，水泥比表面积为300～400m2／kg时，如果水泥的粒径分布斜率n和熟料反应活性不变，则水泥的
比表面积每增加100m2／kg，标准稠度需水量将增加l.6%。
德国水泥研究所曾对一些不同强度等级的水泥，进行过比表面积、颗粒级配、颗粒形状对水泥需水量的影响试验，水泥需水量与比表面积的相关性很强，随比表面积的增大需水量上升明显。其试验结果如图10-1所示。
图10-1水泥的比表面积与需水量的关系
试验表明，水泥颗粒级配对水泥的需水量有较大影响。
良好的水泥颗粒级配其颗粒间空隙减小，可以降低填充水，以此进而减小水泥的需水量。
水泥颗粒分布越窄→堆积空隙率越大→需水量越大。
因此，在我们这几年对粉磨系统的改进中感到，不论是选粉机还是整个粉磨系统，只要提高了选粉效率、需水量都是增加的。
对于水泥强度，
以3μm～32μm的颗粒起主导作用，尤其是16μm～24μm颗粒对水泥性能非常重要，其含量越多越好；
＜3μm的细颗粒容易结团，特别是＜1μm的（主要指熟料）颗粒在加水后很快水化，对水泥的需水量影响较大，但对混凝土强度作用很小，还容易引起混凝土开裂、影响混凝土的耐久性、也影响水泥与外加剂的适应性；
＞65μm的颗粒水化很慢，对28d强度贡献很小。
试验表明，水泥颗粒形状对水泥的需水量也有较大影响，水泥颗粒球形度对其需水量的影响见表10-3。水泥颗粒的球形度越高，
1）颗粒表面积就会越小，所需润滑的表面积越小→水泥需水量就越小；
2）颗粒间的内摩擦越小，流动所需表面水膜厚度越小→水泥需水量就越小；
3）颗粒堆积的空隙越小，所需填充水越小→水泥需水量就越小。
表10-3水泥颗粒球形度对其需水量的影响