热处理温度为150 ℃时,球磨机粉碎的MCC收率明显高于振动磨;处理温度为350 ℃时,二者的MCC收率相近;但500 ℃热处理后,振动磨粉碎的MCC收率明显高于球磨机粉碎。这与不同热处理处理温度时水泥水化产物的脱水程度有关系。150 ℃热处理时,水化产物中只有水化硫铝酸钙发生脱水作用,而它在水化产物中所占比例较小,因而对硬化水泥浆体(HCP)的整体结构影响不大。
另外,水化硫铝酸钙通常位于水泥颗粒周围,与骨料颗粒进行界面结合的多为水化硅酸钙凝胶,但这些凝胶在此温度下并未发生脱水作用。再者,虽然在此温度下骨料和硬化水泥浆体会发生热膨胀,但由于温度较低,热膨胀值较小,造成的膨胀应力不大,所以,振动粉碎时的激振力不足以克服骨料与水化浆体界面的结合力。350 ℃热处理后,不仅水化硫铝酸钙已完全脱水,水化硅酸钙中的部分弱结合水也已脱去,骨料与水化浆体的界面遭到了一定程度的破坏,即界面结合强度明显削弱。同时,由于热处理温度的提高,界面处热膨胀应力增大,该膨胀应力的切向应力分力的剪切作用增强,致使骨料与水化浆体的结合区在高频弹性振动冲击作用下发生疲劳,因而较易于使二者剥离。
此时,振动冲击作用与球磨机中粉碎介质的自由落体冲击作用具有相近的效果。500 ℃热处理后,除上述二种水化产物发生脱水外,在硬化水泥浆体中质量分数约为20%的氢氧化钙几乎完全脱水。结晶水的大量脱除必然导致水化产物结构的致密度和结构强度的大大降低。高温热膨胀导致的热应力作用的加剧使界面结合遭到了完全破坏,在界面处形成了疏松的破坏区。
此时,振动冲击的作用足以克服界面结合力,但因其振动冲击频率远比球磨机中介质的自由落体冲击频率高,所以,前者的分离效果优于后者。为进一步解释上述试验结果,提出了界面疏松区模型。在骨料与水泥浆体界面的厚度为δ的环形区域内,初始水灰比比其它部位大,经高温热处理脱水后形成空隙率相对较大、结构密度相对较低的界面疏松区,致使该区域的骨料与硬化浆体以及浆体自身的结合强度远低于骨料强度和硬化浆体的整体强度。凿击的撬动作用使该区域很容易发生永久性结构破坏,因而促进了骨料与硬化浆体较彻底的分离。