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【摘 要】 水泥颗粒的重要特性就是其颗粒形貌，通常颗粒形貌的好坏与其球形状有一定关系，水泥颗粒形貌球形化，有利于改善水泥的物理性能。可以满足现代建筑施工对水泥性能要求，提高混凝土施工性及耐久性，推动建筑施工质量更上新台阶。经研究结果表明，球形化水泥在流动度值相同时，W/C能减少10%以上;在相同W/C下，28d强度提高20%～30%。现就水泥颗粒形态对水泥性能的作用进行简单探讨。
【关键词】 水泥颗粒形貌;水泥性能;影响
引言：
水泥颗粒的形貌能够极大的提高水泥的物理性能，从而不断改善建筑质量，但是国内在水泥颗粒形貌对性能影响的专题还相对比较少，且对我国目前水泥颗粒形貌的认知也有一定的缺乏，根据本人多年的一线经验，现就对水泥颗粒的试验及性能进行简单的研究分析：
一、样品及试验方法
1、样品水泥熟料的制备
制样时，将同一熟料样品分成两份：一份直接用∮500mm×500mm.实验室标准小磨制成一般水泥（用OP表示）;另一份先预磨一定细度后，再用气流磨粉磨以改善其颗粒形貌（用SP表示）。不同颗粒形貌水泥样品的制备为了减小实验结果的偶然性，实验中选用了多个水泥熟料样品掺入等量的石膏制备成硅酸盐水泥。
2、试验方法
首先进行实验样品的测试，按GB8074-87水泥比表面积测定方法（Blaine法）检测水泥样品比表积，利用JSM-35c型的SEM观测水泥激光粒度分析仪检测水泥颗粒形貌。通过计算机配备的软件统计计算颗粒圆形系数。
其次进行对比实验按GB/T2494-92水泥胶砂流动度测定方法检测水泥胶砂流动度，其中水灰比m（w）/m（c）=0.5，m（c）/m（s）=1：3实验砂为中国ISO标准砂。按GB1346-89水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法检测凝结时间、水泥净浆标准稠度。利用∮75mm，高91mm，容积400ml金属圆筒测得密实度。采用水银压入法检测水泥砂浆孔隙率：砂浆孔隙率实验前，先将达到预定养护强度龄期的水泥胶砂试体破碎成小块，取试体中央部位的小样块，用无水乙醇终止其水化，然后进行孔结构检测。按GB17671-1999水泥胶砂强度检验方法（ISO法）检测水泥胶砂试体强度。
二、实验结果及分析
1、水泥的胶砂强度
根据试验可知，在相同胶砂流动度下，水泥颗粒形貌改善后，无论其早期还是后期强度，都比一般水泥高20%以上，同时m（w）/m（c）可减少8%左右。颗粒形貌改善后水泥强度提高的主要原因是硬化水泥石中孔隙率低，孔结构得以改善，大孔含量减少，细孔增多，水泥石结构更密实的缘故。
2、水泥的需水性及胶砂和易性
对水泥颗粒形貌改善前后砂浆流动性进行实验研究，可见：水泥颗粒形貌改善后水泥膠砂流动度均普遍增大，如#3样品颗粒圆形系数由0.60提高到0.71时，水泥胶砂流动度可提高25%;同时，水泥净浆的标准稠度有所降低。
结果表明：水泥颗粒形貌的改善，有利于水泥胶砂流动性的提高，降低了水泥的需水性。
3、水泥的密实度
水泥粉状颗粒的密实度，反映单位体积物料紧密堆积时的密实程度。密实度越大，物料堆积越紧文献认为：在相同水化深度下，密，孔隙越小。孔隙率与粉状颗粒堆积密度呈线性关系。当水化深度较低时（早期），堆积是主要的，水化程度是次要的。
通过比较颗粒形貌改善前后水泥颗粒堆积状态可看出：水泥颗粒形貌改善后，颗粒的堆积状况变得更加密实。这是由于物料颗粒表面棱角减少，趋于圆形化，使颗粒间相对滑动阻力小，填充效果增强的缘故。
4、水泥的凝结时间
凝结时间是重要的水泥物理性能之一。水泥凝结硬化过快或过慢将影响水泥的使用。影响凝结时间的因素，除了水泥化学成分、矿物组成、水泥细度、石膏等因素外，还与水泥颗粒级配有关。当水泥颗粒组成中0-10μm细粉颗粒含量偏多，水泥水化速率相对加快，水泥水化产物生成迅速，浆体硬化快，凝结时间相应变短，同时需水量也随之增加。通过实验，研究对比了水泥颗粒形貌改善前后的凝结时间，由在石膏掺量相同、比表面积及颗粒级配相近的情况下，颗粒形貌改善后（SP）无论是初凝还是终凝，都比改善前（OP）凝结时间长，平均约相差30min左右。这可能是由于颗粒形貌改善后，颗粒表面棱角少、较圆滑，颗粒间搭接绞合以及摩擦阻力相对减弱，生成的水泥产物相互间搭接绞合及粘附力受到了影响。
5、水泥的胶砂孔结构
试验表明：改善泥颗粒形貌，有利于改善水泥石孔结构，有害及害大孔减少，无害细孔数量增多，中位孔径和总孔率降低，这对提高水泥强度、耐久性等十分有益。
三、试验结论
1、水泥强度提高的主要原因是颗粒形貌改善后水泥颗粒堆积更密实，水泥石中孔隙率低，中位孔径小，细孔数增多，大孔减少所致。
2、水泥颗粒形貌改善后，需水量减小，胶砂和易性好。水泥胶砂流动度有随圆形系数的提高而不断增大。当水泥颗粒圆形系数由0.60提高至0.71时，流动度可提高25%。
3、颗粒形貌改善后水泥颗粒堆积更密实。
4、颗粒形貌改善后凝结时间延长。初凝时间平均延长约30min，终凝时间延长多于40min。
5、颗粒形貌改善后，28d，水泥石总孔隙率低，中位孔径小，大孔（孔径>100nm）及超大孔（孔径>1000nm）含量少，细孔（15.1-39;Fnm）或微细孔（3.4-15.1nm）含量多。
6、在相同水灰比下，水泥颗粒圆形系数平均由0.65提高至0.73时，28d抗压强度可提高6MPa左右（平均提高约10%），60d的可提高10MPa（平均增长约12%），而水泥抗折强度提高的幅度较小。
7、在相同胶砂流动度下，当颗粒圆形系数由0.67提高至0.72时，水灰比可减少8，且无论早期还是中后期水泥胶砂强度，都比一般的水泥高20%以上。
四、结语
在众多表示颗粒形貌的特征参数中，实用球形度和圆形度可以用来表征水泥颗粒群接近球或圆的程度，并且能够方便地用现有的检测方法和仪器进行量化.水泥颗粒形貌方面的研究开发以及球形化水泥的推广应用，会很大程度的改善目前水泥的物理性能，不断的适应现代建筑施工对水泥性能要求，加强混凝土施工性及耐久性，推动建筑施工质量越来越好。
参考文献：
[1]黄有丰、王澜、王家安等，水泥颗粒特性及粉磨工艺进展对水泥性能的影响。【j】水泥技术，1999，（2）：x-11
[2]肖素光;合理控制硅酸率，努力提高ISO强度[J];四川水泥;2002年04期
【关键词】 水泥颗粒形貌;水泥性能;影响
引言：
水泥颗粒的形貌能够极大的提高水泥的物理性能，从而不断改善建筑质量，但是国内在水泥颗粒形貌对性能影响的专题还相对比较少，且对我国目前水泥颗粒形貌的认知也有一定的缺乏，根据本人多年的一线经验，现就对水泥颗粒的试验及性能进行简单的研究分析：
一、样品及试验方法
1、样品水泥熟料的制备
制样时，将同一熟料样品分成两份：一份直接用∮500mm×500mm.实验室标准小磨制成一般水泥（用OP表示）;另一份先预磨一定细度后，再用气流磨粉磨以改善其颗粒形貌（用SP表示）。不同颗粒形貌水泥样品的制备为了减小实验结果的偶然性，实验中选用了多个水泥熟料样品掺入等量的石膏制备成硅酸盐水泥。
2、试验方法
首先进行实验样品的测试，按GB8074-87水泥比表面积测定方法（Blaine法）检测水泥样品比表积，利用JSM-35c型的SEM观测水泥激光粒度分析仪检测水泥颗粒形貌。通过计算机配备的软件统计计算颗粒圆形系数。
其次进行对比实验按GB/T2494-92水泥胶砂流动度测定方法检测水泥胶砂流动度，其中水灰比m（w）/m（c）=0.5，m（c）/m（s）=1：3实验砂为中国ISO标准砂。按GB1346-89水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法检测凝结时间、水泥净浆标准稠度。利用∮75mm，高91mm，容积400ml金属圆筒测得密实度。采用水银压入法检测水泥砂浆孔隙率：砂浆孔隙率实验前，先将达到预定养护强度龄期的水泥胶砂试体破碎成小块，取试体中央部位的小样块，用无水乙醇终止其水化，然后进行孔结构检测。按GB17671-1999水泥胶砂强度检验方法（ISO法）检测水泥胶砂试体强度。
二、实验结果及分析
1、水泥的胶砂强度
根据试验可知，在相同胶砂流动度下，水泥颗粒形貌改善后，无论其早期还是后期强度，都比一般水泥高20%以上，同时m（w）/m（c）可减少8%左右。颗粒形貌改善后水泥强度提高的主要原因是硬化水泥石中孔隙率低，孔结构得以改善，大孔含量减少，细孔增多，水泥石结构更密实的缘故。
2、水泥的需水性及胶砂和易性
对水泥颗粒形貌改善前后砂浆流动性进行实验研究，可见：水泥颗粒形貌改善后水泥膠砂流动度均普遍增大，如#3样品颗粒圆形系数由0.60提高到0.71时，水泥胶砂流动度可提高25%;同时，水泥净浆的标准稠度有所降低。
结果表明：水泥颗粒形貌的改善，有利于水泥胶砂流动性的提高，降低了水泥的需水性。
3、水泥的密实度
水泥粉状颗粒的密实度，反映单位体积物料紧密堆积时的密实程度。密实度越大，物料堆积越紧文献认为：在相同水化深度下，密，孔隙越小。孔隙率与粉状颗粒堆积密度呈线性关系。当水化深度较低时（早期），堆积是主要的，水化程度是次要的。
通过比较颗粒形貌改善前后水泥颗粒堆积状态可看出：水泥颗粒形貌改善后，颗粒的堆积状况变得更加密实。这是由于物料颗粒表面棱角减少，趋于圆形化，使颗粒间相对滑动阻力小，填充效果增强的缘故。
4、水泥的凝结时间
凝结时间是重要的水泥物理性能之一。水泥凝结硬化过快或过慢将影响水泥的使用。影响凝结时间的因素，除了水泥化学成分、矿物组成、水泥细度、石膏等因素外，还与水泥颗粒级配有关。当水泥颗粒组成中0-10μm细粉颗粒含量偏多，水泥水化速率相对加快，水泥水化产物生成迅速，浆体硬化快，凝结时间相应变短，同时需水量也随之增加。通过实验，研究对比了水泥颗粒形貌改善前后的凝结时间，由在石膏掺量相同、比表面积及颗粒级配相近的情况下，颗粒形貌改善后（SP）无论是初凝还是终凝，都比改善前（OP）凝结时间长，平均约相差30min左右。这可能是由于颗粒形貌改善后，颗粒表面棱角少、较圆滑，颗粒间搭接绞合以及摩擦阻力相对减弱，生成的水泥产物相互间搭接绞合及粘附力受到了影响。
5、水泥的胶砂孔结构
试验表明：改善泥颗粒形貌，有利于改善水泥石孔结构，有害及害大孔减少，无害细孔数量增多，中位孔径和总孔率降低，这对提高水泥强度、耐久性等十分有益。
三、试验结论
1、水泥强度提高的主要原因是颗粒形貌改善后水泥颗粒堆积更密实，水泥石中孔隙率低，中位孔径小，细孔数增多，大孔减少所致。
2、水泥颗粒形貌改善后，需水量减小，胶砂和易性好。水泥胶砂流动度有随圆形系数的提高而不断增大。当水泥颗粒圆形系数由0.60提高至0.71时，流动度可提高25%。
3、颗粒形貌改善后水泥颗粒堆积更密实。
4、颗粒形貌改善后凝结时间延长。初凝时间平均延长约30min，终凝时间延长多于40min。
5、颗粒形貌改善后，28d，水泥石总孔隙率低，中位孔径小，大孔（孔径>100nm）及超大孔（孔径>1000nm）含量少，细孔（15.1-39;Fnm）或微细孔（3.4-15.1nm）含量多。
6、在相同水灰比下，水泥颗粒圆形系数平均由0.65提高至0.73时，28d抗压强度可提高6MPa左右（平均提高约10%），60d的可提高10MPa（平均增长约12%），而水泥抗折强度提高的幅度较小。
7、在相同胶砂流动度下，当颗粒圆形系数由0.67提高至0.72时，水灰比可减少8，且无论早期还是中后期水泥胶砂强度，都比一般的水泥高20%以上。
四、结语
在众多表示颗粒形貌的特征参数中，实用球形度和圆形度可以用来表征水泥颗粒群接近球或圆的程度，并且能够方便地用现有的检测方法和仪器进行量化.水泥颗粒形貌方面的研究开发以及球形化水泥的推广应用，会很大程度的改善目前水泥的物理性能，不断的适应现代建筑施工对水泥性能要求，加强混凝土施工性及耐久性，推动建筑施工质量越来越好。
参考文献：
[1]黄有丰、王澜、王家安等，水泥颗粒特性及粉磨工艺进展对水泥性能的影响。【j】水泥技术，1999，（2）：x-11
[2]肖素光;合理控制硅酸率，努力提高ISO强度[J];四川水泥;2002年04期