矿粉

一.前言

随着P.O32.5水泥的废除，复合水泥的发展，给混合材的掺入量提供了很大的空间，但由于立窑熟料煅烧工艺的特点，立窑熟料的熔剂矿物多于旋窑熟料的熔剂矿物，相对的C3S、C2S含量不如旋窑熟料多，以及立窑熟料中f-CaO比旋窑熟料高等特点，在混合材掺加量上受到一定的。水泥生产中通常把熟料和矿渣共同粉磨，其缺点是熟料达到要求的细度时矿渣仍不能达到足够的细度，其活性不能充分发挥出来，也造成了熟料资源和矿渣资源的浪费。为了有效利用资源，降低成本，我厂通过改造闲置的水泥磨，单独粉磨矿渣，制成磨细矿渣粉（以下简称矿粉），从水泥磨尾掺入水泥中，使混合材由原来的31%增加到45%，大大的提高了混合材的掺加量，取得了很好的经济效益。 二.矿渣的性质

众所周知，矿渣是目前水泥中活性最好的混合材，它是硅酸盐与铝硅酸盐为主要成分的熔融物，且经淬冷制得，有“潜在水硬性”，在有石灰、熟料粉、碱类及石膏等激发下具有水硬性。但由于它是经高温水淬，矿物中80%-90%为玻璃体，其结构多为Si-O键，因此难磨。 三.试验

试验采用的水泥基准样为我厂已掺加了30%混合材的复合32.5水泥，（所用混合材为低活性沸腾炉渣和粉煤灰等），通过内掺矿粉做对比试验。

试验(一)

通过对水泥磨的改造级配，制得如表1的矿粉，试验结果如表2、表3 表1 矿粉的细度与比表面 0.045mm筛余% 0.080mm筛余% 比表面m2/kg 14.0 1.3 345 表2 矿粉掺入量与强度的关系 基准水泥% 掺量% 入3天抗压28天抗压3-28天增长(Mpa) （Mpa） （Mpa） 100 0 18.6 35.6 17.0 90 10 17.9 36.3 18.4 85 15 16.7 37.0 20.0 80 20 16.3 37.5 21.2 75 25 15.5 37.0 21.5 70 30 13.7 35.8 22.1 表3 矿粉掺入量与强度的关系 基准水泥% 掺量% 入3天抗压(Mpa) 28天抗压（Mpa） 3-28天增长（Mpa） 100 0 19.7 39.0 19.3 90 10 19.2 40.0 20.8 85 15 18.9 40.9 22.0 80 20 18.0 41.0 23.0 75 25 17.6 39.8 22.2 70 30 16.7 39.2 22.5 表2、表3为我厂两个不同时期生产的水泥与表1的矿粉进行强度对比试验，通

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过试验及图1、图2可以看出相同的规律：

1.矿粉掺入量在20%以内时，随着矿粉掺入量的增加，3天抗压强度低于基准样呈下降趋势，28天抗压强度高于基准样呈上升趋势。

2矿粉掺入量为20%-30%时，3天抗压强度继续下降，28天抗压强度开始下降，但仍不低于基准样。

3.3-28天强度增长高于基准样。 试验（二）

为了提高3天强度，我们通过增加矿粉的粉磨细度制得表4的矿粉，试验结果如表5、表6：

表4 矿粉的细度与比表面 0.045mm筛余% 0.080mm筛余% 比表面m2/kg 6.0 0.8 410 表5 矿粉掺入量与强度的关系

基准水泥% 掺入量 % 3天抗压28天抗压3-28天增长（Mpa） （Mpa） （Mpa） 100 0 18.6 35.6 17.0 90 10 19.0 39.0 20.0 85 15 19.5 39.5 20.3 80 20 20.2 40.3 20.1 75 25 19.0 39.2 20.2 70 30 18.0 39.0 21.0 表6 矿粉掺入量与强度的关系 基准水泥% 掺量% 入3天抗压28天抗压3-28天增长（Mpa） （Mpa） （Mpa） 100 0 19.7 37.0 18.0 90 10 20.3 41.8 20.5 85 15 20.9 42.4 21.5 80 20 21.2 42.9 21.7 75 25 20.2 42.2 22.0 70 30 18.9 41.4 22.5

表4、表5为我厂两个不同时期生产的水泥与表4的矿粉进行强度对比试验，通过试验及图3、图4可以看出相同的规律： 1. 在20%掺量以内，随着矿粉掺入量的增加，3天抗压强度高于基准样呈上升趋 势，28天抗压强度明显高于基准样。

2.当掺入量在20%-30%时，3天抗压强度稍有下降但仍保持基准样的水平。28天抗压强度稍有降低仍明显高于基准样 3.3-28天强度增长高于基准样。 试验（三）

为了找出矿粉的粉磨细度对强度的影响，在实际生产中取得不同细度的矿粉，以内掺20%的掺入量与我厂水泥进行试验：

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表7 不同细度的矿粉对强度的影响 比表面m2/kg 细度（筛余%） 0.080mm 0.045mm 掺量% 入3天抗压（Mpa） 28天抗压 (Mpa) 3-28天增长(Mpa) 430 410 390 320 - - 0 19.4 38.3 18.9 0.4 4.0 20 21.3 43.4 22.1 0.8 6.0 20 20.5 41.7 21.2 1.0 10.0 20 19.5 40.6 21.1 1.6 15.3 20 17.5 38.8 21.3 4.0 19.0 20 16.9 38.0 21.1 由表7看出： 1.当矿粉的比表面≤390m2/kg，0.045mm筛余≥10.0%， 0.080mm筛余≥1.0%时， 3天抗压强度开始低于水泥基准样。

2.当矿粉的比表面≥390m2/kg，0.045mm筛余≤10.0% 0.080mm筛余≤1.0% 时， 3天抗压强度开始高于水泥基准样。

3.在比表面为430m2/kg，0.045mm筛余=4.0%， 0.080mm筛余=0.4%时，3天和 28天抗压强度都远高于基准水泥。

四.讨论

对比前两个试验结果，在内掺20%以内时，试验（一）3天抗压强度比基准样降低，试验（二）3天抗压强度比基准样增加，两个结果相反，说明矿粉的粉磨细度起了关键的作用，混合材的活化效应除了本身的活性外还和细度有很大的关系，掺加了矿粉的复合水泥首先是熟料矿物的一次水化，然后是矿粉中的活性组分与一次水化的产物Ca（OH）2进行二次水化，随着矿粉比表面的增加，矿粉的粒径变小，使二次水化速度加快，另外，由于紧密堆积效应，水泥石的空隙率减小，水泥石更加密实，强度发挥的更快。试验（三）表明矿粉比表面达到一定数量后， 3天强度增加，为了能带动其他混合材的掺入量，可以把矿渣磨得更细，我们认为比表面在＞400m2/kg时，更有利于早期强度的发挥的发挥。

由于各厂磨机的级配不同，比表面与细度筛余的关系有一定的差异，在单独粉磨矿渣时，找出本厂比表面与0.080mm和0.045mm方孔筛筛余的关系，通过用方孔筛的筛余间接控制比表面，简单易行。实际生产中，我们采取适当降低水泥细度提高早期强度及适当提高石膏的掺入量；实行高KH，适当增加熟料中f-CaO的含量等措施，以利于矿粉活性的激发，提高早期强度。由于各个厂使用的混合材品种不同，应通过试验找出适合本厂最佳的矿粉掺入量。 五.结论

通过单独粉磨矿渣，控制粉磨细度，使0.045mm筛筛余＜10.0%，0.080mm方孔筛筛余＜1.0%，此时比表面＞390m2/kg，可以提高复合水泥的早期强度，在此基础上带动其他低活性混合材的掺入量，利用这种双叠加效应，可以大幅度提高混合材的掺入总量，以降低成本，提高产量，生产出优质的复合32.5水泥。

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