水泥是国民经济建设中不可缺少的基础材料,从诞生至今的170多年发展历程里,为人类社会进步和经济发展作出了巨大的贡献。改革开放以来,随着我国国民经济建设的快速发展,水泥工业经过“七五”、“八五”、“九五”、“十五”4个五年计划也得到了前所未有的大发展,为国民经济快速、持续、健康的发展做出了贡献。随着水泥生产和消费的快速增长,水泥质量已经成为越来越受到关注的问题。水泥水化时出现的净浆结粒现象虽然存在已久,但是很长时间来都没有受到应有的重视,一直都没有足够的研究来解释净浆结粒的形成机理,因此没有提出有效的办法来解决结粒现象的发生,让水泥使用者和厂家蒙受损失。更重要的是发生净浆结粒的水泥虽然会影响用户的使用,但按照国家标准检验各项指标却合格。所以研究水泥净浆结粒的形成机理具有一定的理论研究价值,对完善我国水泥检测标准具有现实意义。 根据现有的水泥凝结时间测试方法的启迪,提出了一套新的水泥净浆结粒的检测方法——针入法。根据现有的水泥净浆结粒理论,通过实验对针入法进行分析和研究,结果表明:该净浆结粒检测方法可靠性高,检测结果具有很好的稳定性和重现性;同时对于不同条件的变化,能够充分反映水泥净浆结粒的变化规律,与现有理论对映良好,是研究净浆结粒的有效方法。 将现有的水泥净浆结粒研究方法——水筛法和针入法进行实验比较和研究,利用美国Microcal公司出的数据分析和绘图软件——Origin7.5pro,进行非线性的s拟合,利用Boltsmann模型分析。结果表明:水筛法适用于测量结粒量小的水泥;针入法在测量结粒量大的水泥时较为准确。 针对净浆结粒水泥的特点,本文对存在该现象的水泥从岩相、温度、湿度、石膏掺量、水化热和矿物成分等方面展开分析。岩相分析结果认为,水泥煅烧气氛和冷凝制度的不合理也对水泥净浆结粒有一定影响。温度、湿度和石膏掺量对于水泥净浆结粒程度有着明显的规律性关系,能够通过这一规律有效改善水泥净浆结粒程度。 本文通过用针入法、XRD、SEM等测试方法,对水化产物的研究,提出了净浆结粒的形成机理是:水泥净浆结粒在3～5分钟左右是形成水泥包裹的阶段,在该阶段水泥包裹快速形成,而且所成包裹较为致密。在完成该阶段后,结粒开始在包裹为中心,不断吸附其他水泥的过程,此时结粒量也不断增加。在20分钟以后,溶液不断向结粒中渗入,使得结粒外部松散的结构愈发松散;同时,由于水的渗透压影响,少部分包裹的膜破裂结粒量不断减小。在50分钟以后,溶液几乎将所有的包裹外部吸附的水泥腐蚀完全,大部分水泥包裹的膜破裂,溶液