【水泥人网】颗粒形貌是水泥颗粒的重要特性之一，一般以颗粒圆形度（或圆形系数）表征。圆形系数，即与颗粒投影面积相等的圆的周长与颗粒投影面积的周长之比。圆形系数越高，表示颗粒就越圆，颗粒形貌也就越好。

1.实验

1.1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。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）。

1.2实验

1.2.1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。

1.2.2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。

2.结果及讨论

2.1水泥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胶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。

Tanaka等研究过颗粒形貌对水泥砂浆流动度性的影响机理，认为：水泥颗粒表面越圆，颗粒在浆体中旋转需水面就越小，有利于获得很好的砂浆流变性。

用SEM对水泥颗粒进行分析，并模拟出颗粒需水量图。通过实验，证实了文献的观点，同时认为：流动度的提高还与颗粒形貌改善后砂浆中水泥颗粒与骨料颗?；哪Σ磷枇跣∮泄?。因为表面越趋光滑，颗粒间相对运动阻力就越小，所以流动性也就越好。随着水泥颗粒圆形系数的提高，水泥胶砂流动度有不断增大的趋势。

2.2 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。

2.3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。

2.4水泥胶砂孔结构

实验表明：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。

2.5水泥胶砂强度

实验可知：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?？帕Ｐ蚊哺纳坪笏嗲慷忍岣叩闹饕蚴怯不嗍锌紫堵实停捉峁沟靡愿纳疲罂缀考跎?，细孔增多，水泥石结构更密实的缘故。

3.结论

（1）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%。

（2）颗粒形貌改善后水泥颗粒堆积更密实。

（3）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。

（4）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 ；F nm）或微细孔（3.4-15.1nm）含量多。

（5）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。

（6）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。

（7）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。

【作者:王宝荣 】