化学组成测定结果还可以发现,球磨粉碎所得的MCC中SiO 2含量均高于振动粉碎。这表明,球磨粉碎后进入MCC的骨料成分多于振动磨粉碎。如上所述,球磨粉碎时,处于抛落状态且质量较大的粉碎介质―――钢球对骨料的粉碎符合体积粉碎模型。因此,有理由认为,介质较大的冲击能量使部分断裂首先发生于骨料粗糙表面突出的棱角部分而不是骨料与硬化浆体的界面,致使较多的骨料成为小颗粒进入MCC中。而振动磨粉碎时,尺寸相对较小的粉碎介质的粉碎作用主要发生于界面处和骨料表面的硬化水泥浆体包裹层。
粉碎方式与MCC的粒度分布列出了不同温度热处理后二种粉碎方式所得MCC的粒度分布。数据表明,相同处理方式时,球磨粉碎后MCC中2~1mm的颗粒含量远大于振动磨粉碎,而0.1mm以下的颗粒含量明显小于后者。对2~1mm的物料的化学分析结果显示,其主要成分SiO 2的质量分数均在85%以上,这从另一个侧面证明了球磨机粉碎时骨料被破碎进入MCC中比例大于振动磨粉碎。值得指出的是,500 ℃热处理后,二种粉碎方式所得MCC的粒度分布具有明显的差别:振动磨粉碎的2~1mm的颗粒含量(质量分数)要比球磨机粉碎的约低40%;而0.1mm以下的颗粒含量(质量分数)要高一倍多。
这表明,经高温热处理后,振动粉碎不仅可以有效提高MCC收率,还使MCC的粒度明显减小,这对其后利用非常有利。
分离机理分析骨料与基质分离的关键在于破坏它们的界面结合。通常在混凝土物理力学性能研究时,将混凝土视为由骨料和砂浆组成的二相复合材料。当复合材料出现界面分离时,其拉伸弹性模量与压缩弹性模量均明显下降,特别是拉伸弹性模量,随着颗粒含量的增大,降低愈显著。
相对于骨料而言,砂浆具有低强度、高热膨胀性、高干缩性和高流变性,是一种富含水的高孔隙率材料,渗透性较好。在混凝土搅拌过程中,常在贴近骨料处具有较高的水灰比,形成了一层高孔隙度的界面过渡区。 如上所述,混凝土系非均质多相材料,由于各相材料的化学组成及物质结构性质的较大差异,导致它们的热学性质如比热、热导率、热膨胀系数、绝热温升系数等的差别,所以在受到热处理时,它们的晶格结构会发生不同行为的热运动,其宏观特征是线膨胀系数的不同。对于高脆性的混凝土材料,起破坏作用的主要是切向剪应力。在膨胀剪应力分量作用下,当骨料与基质界面拉伸应变达到极限时,裂缝将迅速形成和扩展并发生断裂,导致界面结合强度和弹性显著降低。在机械粉碎时,上述界面膨胀应力尤其是切向剪应力与机械力共同作用将有效提高骨料与MCC的分离效率。