一種蒸壓養(yǎng)護(hù)專用水泥助磨劑的大磨試驗(yàn)

何坤富，陶從喜，滕灼光，周 靖[華潤水泥技術(shù)研發(fā)（廣西）有限公司，廣西 南寧 530008]

0 引言

蒸壓養(yǎng)護(hù)是將水泥同其他材料在高溫度相對應(yīng)的飽和蒸氣壓下進(jìn)行水熱反應(yīng)，在短時間內(nèi)得到高的強(qiáng)度，是管樁混凝土獲得高強(qiáng)度的重要手段[1]。高鋁水泥由于其C3A及C4AF含量較高，使得水泥水化早期速度較快，造成水化產(chǎn)物形貌、結(jié)構(gòu)存在缺陷[2-3]。在蒸壓養(yǎng)護(hù)加速高鋁水泥水化過程會將這一缺點(diǎn)放大，導(dǎo)致蒸壓養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度不足。因此，針對高鋁水泥在蒸壓養(yǎng)護(hù)過程后強(qiáng)度偏低的問題，提出解決措施是研發(fā)人員的重要任務(wù)之一。水泥助磨劑作為一種外加劑，在水泥粉磨過程中摻入，能改善粘球、糊磨的現(xiàn)象，使水泥顆粒具有更好的分散性，提高粉磨效率，增加臺時產(chǎn)量，從而減少水泥粉磨過程中的能耗，起到節(jié)能減排的作用。而另一方面水泥助磨劑能極大提高水泥的強(qiáng)度性能，改變水泥的水化速度[4-5]。本文通過優(yōu)化助磨劑的配方，適當(dāng)減緩水泥早期水化速度，在蒸壓養(yǎng)護(hù)條件下能形成更穩(wěn)定的水化產(chǎn)物，從而提高水泥蒸壓養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度，通過小磨試驗(yàn)和大磨工業(yè)化試驗(yàn)驗(yàn)證效果。

1 小磨試驗(yàn)與方法

1.1 試驗(yàn)材料

表1為華潤水泥某基地（以下簡稱S水泥公司）熟料礦物組成，由表1可知，S公司熟料C3A及C4AF含量較高，在水泥水化早期速度較快，3d強(qiáng)度偏高。與此同時，SS公司熟料水化過快導(dǎo)致形成的水化產(chǎn)物形貌、結(jié)構(gòu)存在缺陷，因此28d強(qiáng)度偏低。針對SS公司熟料特點(diǎn)，優(yōu)化助磨劑配方，適當(dāng)減緩水泥水化速度，從而提高蒸壓養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度。

表1 S水泥公司熟料礦物組成 %

1.2 試驗(yàn)方法

將破碎后的熟料（<5mm）與石膏、石灰石、礦渣按照實(shí)際生產(chǎn)P·O 42.5級水泥配比配制5kg試樣，加入Φ500mm×500mm標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)室小磨進(jìn)行粉磨，粉磨時間為控制勃氏比表（360±10）m2/kg的時間，助磨劑一同摻入；比表面積按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8074—2008《水泥比表面積測定方法勃氏發(fā)法》進(jìn)行測定；水泥細(xì)度使用45μm篩余的負(fù)壓篩分析儀，按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1345—2005《水泥細(xì)度檢驗(yàn)方法篩析法》進(jìn)行測定；水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量采用GB/T 1346—2011規(guī)定進(jìn)行，使用的儀器設(shè)備有NJ—160A型水泥凈漿攪拌機(jī)，水泥稠度及凝結(jié)時間測定儀（維卡儀）；水泥粉體顆粒級配采用激光粒度分布儀進(jìn)行測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 小磨試驗(yàn)質(zhì)量數(shù)據(jù)

按92%熟料、4.5%石膏、3.5%石灰石配比進(jìn)行小磨試驗(yàn)，粉磨質(zhì)量5 kg，并對小磨水泥樣進(jìn)行相關(guān)質(zhì)量檢測，結(jié)果如表2和圖1所示。由于C3A及C4AF含量偏高，P·Ⅱ水泥3d強(qiáng)度高，28d強(qiáng)度偏低。從圖1可以看到，與在用助磨劑相比，專用助磨劑在蒸壓養(yǎng)護(hù)條件下有更高的抗壓強(qiáng)度，由53.9MPa提高至58.0MPa。

表2 P·Ⅱ水泥小磨試驗(yàn)級質(zhì)量檢測結(jié)果

圖1 蒸壓養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度變化

2.2 助磨劑工業(yè)化大磨試驗(yàn)應(yīng)用

（1）大磨試驗(yàn)P·Ⅱ級水泥臺產(chǎn)、電耗變化。工業(yè)化大磨試驗(yàn)分為摻在供助磨劑、過渡和摻專用助磨劑三個階段，使用不同助磨劑對應(yīng)的臺產(chǎn)、電耗見表3。從能管系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，使用專用助磨劑后臺產(chǎn)變化不大，電耗下降0.69 kWh/t。

表3 S公司物料配比及大磨試驗(yàn)臺產(chǎn)、電耗統(tǒng)計(jì)

（2）大磨試驗(yàn)質(zhì)量檢驗(yàn)數(shù)據(jù)。取大磨試驗(yàn)不同階段的水泥綜合樣進(jìn)行分析，質(zhì)量結(jié)果見表4。與使用在供助磨劑相比，使用專用助磨劑時水泥的標(biāo)稠、凝結(jié)時間等變化不大。從圖2可以看出，在蒸壓養(yǎng)護(hù)方面有較好的效果，抗折強(qiáng)度提高0.3 MPa，抗壓強(qiáng)度提高3.6 MPa。

表4 大磨試驗(yàn)質(zhì)量檢驗(yàn)數(shù)據(jù)

圖2 大磨試驗(yàn)中蒸壓養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度對比

3 結(jié)論

通過加入蒸壓養(yǎng)護(hù)專用助磨劑，適當(dāng)降低高鋁水泥早期水化速度，改善水化過快導(dǎo)致水泥形貌及結(jié)構(gòu)的缺陷，從而在不影響水泥其他質(zhì)量性能的同時提高水泥蒸壓養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度。小磨試驗(yàn)驗(yàn)證得到在蒸壓養(yǎng)護(hù)條件下使用專業(yè)助磨劑比在供配方強(qiáng)度提高4.1 MPa。工業(yè)大磨試驗(yàn)樣在蒸壓養(yǎng)護(hù)條件下強(qiáng)度提高3.6 MPa，且大磨試驗(yàn)中臺產(chǎn)提高0.8 t/h，電耗下降0.69 kWh/t。