Microtrac激光粒度仪测定水泥行业中高铝水泥样品粒径分布

背景介绍

水泥颗粒是一种人工粒体，水泥的群体颗粒具有高比表面积与多分散性的两大特征。水泥的粉体状态的一般表达：磨细程度（细度和比表面积）、粒径分布和颗粒形状。

水泥的粒度就是水泥的细度。水泥的细度直接影响着水泥的凝结、水化、硬化和强度等一系列物理性能。我国水泥标准规定水泥产品的细度80μm方孔筛余不得超过10%。在水泥粉磨的过程中，不是均匀的单颗粒，而是包含不同粒径的颗粒体-粒群，所以在评述水泥细度时若只用筛余这一简单的方法表示差不多有90%的水泥颗粒都通过筛孔成了筛下物，然而这些筛下物的颗粒大小并不清楚，故筛余量相同时比表面积也会出现很悬殊的现象。

众所周知，即使筛分细度相同或比表面相近，水泥的性能有时也会表现出较大差异，其原因是粒度分布可能不相同，因此研究水泥粒度的表征，探索与水泥强度更精确的定量关系有着非常重要的意义。国内外长期试验研究证明，水泥粒径分布是水泥性能的决定因素，目前比较公认的水泥最佳粒径分布为：3-32μm颗粒对强度的增长起主要作用，其粒度分布是连续的，总量不应低于65%；16-24μm的颗粒对水泥性能尤为重要，含量越多越好；小于3μm的细颗粒易结团，不要超过10%；大于64μm的颗粒活性很小，最好没有。

本文中测试的样品为高铝水泥，高铝水泥是指一种快硬、高强、耐热以及耐腐蚀的凝胶材料，主要特性有早期强度高、附高温和耐腐蚀。高铝水泥主要用于工期紧急的工程。

本文采用Microtrac Bluewave激光粒度仪测定高铝水泥样品粒径分布，寻找合适的分散及测试条件，保证测试的准确性和重现性。

设备信息

设备名称：激光粒度仪

设备厂家：Microtrac

设备型号：Bluewave

分散设备：细胞破碎仪（新芝科技）

激光法粒径测量原理

Microtrac Bluewave 设备图

Microtrac Bluewave激光粒度仪采用现代化模块式设计，内置高能量，高稳定性，超长寿命的固体二极管激光器，专利三激光光源和双镜头傅里叶接收透镜组合，无需扫描，平行通道实时收集所有散射光信号，提供全部的，持续一致的光强累计以满足最高灵敏度的粒度分析。对非球形的米氏理论修正，保证每一次样品分析的测量精度。

测量参数

测量时间：30s

颗粒折射率：1.64

液体折射率：1.33

流速：65%

样品准备

取1g高铝水泥样品加浓度为0.1%的六偏磷酸钠溶液至100mL，设置细胞破碎仪功率120W，将配置后的样品分散5min，取出超声分散后的样品再次搅拌混合均匀后加入到SDC进样器中，进行粒径分布测试。

一般水泥样品多用酒精或干法分散，本文中样品也适用于湿法水分散可达到良好稳定的分散效果。

结果分析

高铝水泥样品粒径D50为12.89±0.09μm，如图2所示，样品近似单峰分布，峰型较宽，表明样品为宽分布样品；如图3所示，一次加样3次测试粒径分布图重现性良好。如表1所示，2次取样6次测量重现性良好。

表1 高铝水泥样品2次进样6次测量粒径统计数据

(点击查看大图）

结论

高铝水泥样品采用上述分散方法可使样品均匀悬浮在分散液中，通过Microtrac Bluewave激光粒度仪测试高铝水泥样品的重复性和准确度高，可将此分散方法和粒径测试方法作为后续实验的统一方法，对水泥行业中高铝水泥样品的生产和应用具有重要指导意义。