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水泥行业PSA的应用

来源:点击:536发布时间:2019-03-27

关键词:水泥,激光衍射,颗粒度,微米粒度仪

 

1, 简介

自古以来,水泥作为一种粘合材料在建筑业中有着重要作用。他是由石灰石(CaCO3),粘土(主要是SiO2和Al2O3)以及少量的氧化铁的混合物在1450℃(~2700℉)高温下煅烧而成。煅烧而成的产物我们称之为熟料,再混入大量的硫酸钙,形成的细粉就是水泥。

磨削是一个高耗能过程,这个过程的参数控制是一个重要的经济课题,而窄化其粒度分布正能减少耗能和成本。使用不同原材料的水泥其组份也不相同,软料有更宽的粒度分布。然而,在磨削过程中添加粒度分布更广的软料进去,反而会硬料粒度分布的狭窄化,反之亦然[1]。可见粒度分布对磨削过程影响重大,因此对粒度分布的测量几乎贯穿了整个磨削过程。


1:水泥生产步骤以及PSA环节

粒度分布不仅影响水泥生产中的经济因素,也会对最终产物的性质造成很大影响。粒度分布与熟料的组分,比表面积一起并列成为影响水泥水化曲线和硬膏强度的主要影响因素[2]。降低平均粒径,能够减少设定时间并增强早期力量,相比之下,随着时间延长粗颗粒的影响逐渐增大[2][3]。同时粒度分布的宽度也决定了水泥对水的需求[1]。简而言之,改变粒径和粒度分布能够改变水泥的特性。

因为颗粒分布范围很广(1微米以下到100微米),因此测量水泥中的粒度分布是很难的,而且呈现出不规则的形状。另外,在干燥状态下,水泥粉倾向于团聚,适当的分散至关重要。在这片应用报告中,我们使用安东帕的微米激光粒度仪对水泥粉末的粒度情况进行测量,测量模式为专利DJD干法。并于湿法模式进行了对比。

2,实验过程

水泥样品的粒径范围预计为:1-100微米;仪器:安东帕1090L/D;分析方法:米氏;样品光学性质:1.680-0.100i[4];干法仪器参数,振动频率:50HZ,工作周期:50%,气体压力:500mbar。湿法仪器参数,乙醇作为分散介质,选用乙醇回收装置;不需要额外的分散剂,测量前60S超声分散。

3,结果与讨论

  干法和湿法得到的结果有很好的相关性,这表明安东帕专利DJD干法分散技术测量水泥颗粒特性有很好的准确性。

1:干湿法结果对比

2:湿法测量水泥粒度分布曲线

红线:不同粒径对应占比(左边纵坐标)

蓝线:累计占比(右边纵坐标)

3:干法测量水泥粒度分布曲线

红线:不同粒径对应占比(左边纵坐标)

蓝线:累计占比(右边纵坐标)

4,结论

基于安东帕微米粒度仪免校准的特性,干湿法测量水泥颗粒度表现出了很好的相关性,尽管水泥粉有一定的粘性,安东帕专利的DJD技术在较低的压力下(低于1bar)仍然对其有很好的分散,同时低压力避免了对样品的破坏。结果表明,安东帕干湿一体微米粒度仪是一个优秀的测量颗粒分布的系统,是水泥行业测量粒度分布的明智之选。

5,参考文献

[1] Hewlet P.C. (1988). Lea’s Chemistry of Cement and Concrete. Elsevier Butterworth-Heinemann Publishing,Oxford, UK.

[2] Taylor H.F.W. (1997). Cement Chemistry. Thomas Telford Publishing, London, UK.

[3] Bentz D.P., E.J. Garboczi, C.J. Haecker & O.M. Jensen (1999). Effects of cement particle size distribution on performance properties of Portland cement-based materials. Cement and Concrete Research 29:1663-1671.

[4] Ferraris C.F., V.A. Hackley & A.I. Avilés (2004). Measurement of particle size distribution in Portland cement powder: analysis of ASTM Round Robin studies. Cement, Concrete and Aggregates 26:1-11.