水泥標準稠度用水量偏高的原因分析解決措施

賈兆義（堯柏特種水泥集團有限公司，陜西 西安 710100）

0 前言

當前不同廠家同一品種水泥實物質量趨于同質化條件下，用戶對水泥使用性能的需求明顯提升，尤其是水泥與混凝土外加劑相容性，越來越受到水泥企業(yè)及混凝土工程技術人員的廣泛關注。因此，降低水泥標準稠度用水量，提高水泥與混凝土外加劑的相容性成為水泥企業(yè)迫切需要解決的問題。

YB集團新疆南疆區(qū)域HT公司與LX公司出窯熟料標準稠度用水量相差不大，但兩家公司P·O42.5水泥標準稠度用水量差異較大，HT公司比LX公司P·O42.5水泥標準稠度平均偏高2.50%左右。本文主要從兩家公司出窯熟料、使用混合材風積沙、石灰石及粉煤灰的標準稠度用水量和水泥粉磨的比表面積、細度和粉磨工藝等方面進行對比分析，通過采取相應的改進措施，降低P·O42.5水泥標準稠度用水量，增強了水泥與混凝土外加劑相容性，進而用戶拌制混凝土和易性顯著改善，得到用戶普遍認可，提高了產(chǎn)品市場競爭力。

1 原因分析

1.1 熟料及水泥標準稠度

1.1.1 熟料的標準稠度

HT公司與LX公司生料配料均為石灰石、白砂及鐵礦石三組份配料，2018年出窯熟料標準稠度對比情況見表1。

從表1中2018年熟料標準稠度對比可見，兩家公司出窯熟料標準稠度在23.2%～23.8%范圍，HT公司熟料標準稠度平均普遍低于LX公司，且3～11月平均低0.57%。

1.1.2 水泥的標準稠度

HT公司與LX公司2018年P·O42.5出廠水泥標準稠度對比情況，見表2。

從表2中2018年P·O42.5出廠水泥標準稠度對比可見，HT公司P·O42.5出廠水泥月標準稠度平均普遍高于LX公司，3～11月標準稠度平均高2.50%?？梢奌T公司與LX公司P·O42.5出廠水泥相比標稠用水量比要大，性能相對較差。

通過表1、2對比分析，HT公司比LX公司熟料標準稠度年平均低0.57%，P·O42.5出廠水泥標準稠度反而高出2.5%，且兩家公司9月份P·O42.5水泥標準稠度差值達3.1%?？梢奌T公司P·O42.5出廠水泥標準稠度較高原因并非熟料標準稠度性能因素導致。

表1 2018年出窯熟料標準稠度對比

表2 2018年P·O42.5水泥標準稠度對比

1.2 不同混合材水泥稠度試驗對比

1.2.1 混合材風積沙

HT公司與LX公司水泥混合材均為石灰石、風積沙及粉煤灰，取兩家公司風積沙，采用HT公司P·O42.5水泥工業(yè)大磨生產(chǎn)配比，熟料及石膏摻量（控制SO3含量）不變，使用等量風積沙替代其他混合材，控制熟料風積沙水泥比表面積355±5 m2/kg范圍，風積沙標準稠度小磨試驗對比情況見表3。

表3 摻用風積沙水泥標準稠度小磨對比試驗

從表3中摻用風積沙水泥標準稠度小磨對比試驗可以看出，HT公司較LX公司風積沙標準稠度偏低約0.6%。由此表明HT公司混合材風積沙也不是P·O42.5出廠水泥標準稠度偏高的原因。

1.2.2 混合材石灰石及粉煤灰

從表4中水泥混合材石灰石、粉煤灰水泥標準稠度小磨對比試驗可以看出，石灰石及粉煤灰也不是P·O42.5出廠水泥標準稠度偏高的原因。

表4 摻用石灰石及粉煤灰水泥標準稠度小磨對比試驗

從不同混合材的水泥小磨試驗結果顯示，粉煤灰對水泥需水量的影響最小，其次是石灰石，對比關系是：風積沙＞石灰石＞粉煤灰。

1.3 水泥比表面積及細度

2018年HT公司及LX公司P·O42.5水泥比表面積及細度對比情況見表5、6。

從表5可以看出，3月～11月HT公司與LX公司P·O42.5水泥比表面積平均較接近，分別為371m2/kg、378 m2/kg，但LX公司水泥比表面積波動較大（351m2/kg～408m2/kg），HT公司水泥比表面積相對穩(wěn)定（362m2/kg～378m2/kg）；從表6可以看出，HT公司與LX公司P·O42.5細度差異較大，HT公司細度平均為3.2%，LX公司細度平均為12.3%。由此可見HT公司P·O42.5水泥顆粒篩余較細是P.O42.5水泥標準稠度偏高主要因素之一。

1.4 水泥粉磨工藝

鑒于兩家公司出窯熟料、水泥混合材并非影響水泥標準稠度用水量關鍵性因素。進一步從兩家公司粉磨工藝對比，LX公司水泥磨的規(guī)格型號Ф3.2 m×13m、Ф3.0m×11m兩臺球磨機，HT公司水泥磨的規(guī)格型號為TRM4541立磨，詳細配置見表7。

由表7磨機粉磨工藝配置可知，HT公司水泥粉磨工藝為立磨磨機，LX公司粉磨工藝為球磨機開路系統(tǒng)，兩家公司的粉磨工藝完全不同。眾所周知，立磨粉磨系統(tǒng)磨制水泥完全靠擠壓生成，一方面水泥顆粒級配較差，另一方面立磨磨機和球磨粉磨水泥的顆粒形貌相差也大，從水泥顆粒形貌上球磨機磨制水泥顆粒球形度要大些，相應水泥顆粒粒度圓粗，而立磨磨制水泥顆粒球形度小，水泥顆粒粒度偏細。由此可見HT公司P·O42.5水泥顆粒形貌及顆粒分布是P·O42.5出廠水泥標準稠度偏高又一主要因素。

表5 P·O42.5水泥比表面積對比 m2/kg

表6 P·O42.5水泥細度對比 %

表7 LX、HT公司磨機粉磨工藝

2 解決措施

由上述對比分析可見，HT公司P·O42.5水泥標準稠度偏高的主要原因一是HT公司粉磨P·O42.5水泥細度控制偏細；二是水泥顆粒細度分布范圍過于集中，水泥立磨粉磨工藝水泥顆粒粒度不夠圓粗，致使水泥水化速度相對較快。因此，降低P·O42.5水泥措施如下：

（1）水泥配料優(yōu)化。在確保熟料質量性能穩(wěn)定前提下，增加粉煤灰與風積沙、石灰石作為水泥混合材配料，調整后的配料方案是熟料82%～83%，粉煤灰3%～4%，風積沙石5%～7%，石灰石3%～5%，脫硫石膏4.5%～5%。

（2）水泥生產(chǎn)指標調整控制?？刂芇·O42.5水泥比表面積360±15m2/kg，控制并提高出磨P·O42.5水泥的細度8%～10%范圍，w（SO3）含量（2.8±0.2）%范圍。

（3）水泥粉磨工藝改進。從立磨粉磨工藝上優(yōu)化水泥磨中控操作參數(shù)，改變原水泥磨操作思路，模擬開路磨的操作流程，拓寬水泥顆粒級配分布。通過水泥磨工藝相應改進，對選粉機內部進行調整，在不影響選粉效率的前提下，對水泥磨細粉倉的研磨體級配進行優(yōu)化，封堵部分活化襯板間隙，提高水泥磨的研磨效率，從而大幅降低了水泥磨的循環(huán)負荷率及改善了磨內通風。進而通過控制立磨磨機出口水泥選粉效率，降低循環(huán)負荷，起到“少選多磨”目的，放寬成品水泥的顆粒級配范圍。

（4）水泥磨調整前后水泥顆粒級配變化。由表8水泥顆粒級配對比看，調整后粗顆粒明顯增多，水泥顆粒粒徑分布范圍放寬，水泥3～32μm之間的顆粒減少1.7%，32μm以上顆粒增加5.6%，45μm以上顆粒增加3.3%，65μm以上顆粒增加了0.4%，水泥平均粒徑增加了5.3μm，水泥的顆粒級配更趨于合理。

通過上述改進措施，HT公司P·O42.5出磨水泥在比表面積基本不變的情況下0.045 mm篩篩余大幅提高，水泥標準稠度用水量降低1.5%。改進前后控制指標及標稠用水量情況見表9。

3 結語

表8 水泥磨調整前后水泥顆粒級配對比

表9 出磨水泥調整前后控制指標及標稠用水量情況

在水泥實物質量基本穩(wěn)定前提下，通過對水泥配料方案的優(yōu)化、水泥生產(chǎn)的細度指標調整和粉磨工藝過程的改進，HT公司P·O42.5水泥標準稠度用水量大幅降低，由調整前28.3%下降到調整后26.8%，水泥與混凝土外加劑的相容性顯著增強，用戶拌制混凝土和易性改善，得到用戶普遍認可，進而提高了產(chǎn)品的市場競爭力。