通用水泥常見問題的思考（上）

冷水江市經濟科技和信息化局 王立新

前言

在市場經濟環境中，生產企業必須圍繞市場需求，尋找市場空隙和新的突破點。通用水泥是傳統工業品且屬中間過程產品，當然也不例外。目前通用水泥生產方與用戶常見問題是：產品規格少與多樣化的需求的矛盾，混合材/摻合料摻加方式的選擇？什么樣的水泥細度才符合用戶需求？生產方如何用最經濟的辦法處理水泥與減水劑不相容性質量糾紛等。

1. 同一個工廠用戶的多樣化需求現狀及思考

1.1 現狀及討論

因我國通用水泥產能嚴重過剩，近年來通過淘汰落后等措施去掉了部分水泥產能。現我國通用水泥熟料絕大部分采用新型干法技術生產，其單條水泥熟料生產線小則2000t/d，大到12000t/d，大部分在4000～6000t/d，窯磨齊全的同一個水泥工廠年產水泥百萬噸、數百萬噸、甚至上千萬噸。但因建廠設計、工藝布置、裝備、庫容、場地等條件限制，其水泥品種與等級通常是：P.C32.5R、42.5、52.5，P.O42.5、42.5R、52.5，少量其他品種與等級通用水泥等。而面對通用水泥這個傳統工業品的使用者卻是幾十萬噸（商混站、干混砂漿站類）、幾萬噸（修高速公路、修橋、建地鐵等）、幾千噸（大型建筑工程等）、幾百噸（一般建筑工程等）、幾十噸（農村建房等）、幾噸（零散裝修等）等不同類型用戶，量大面廣，其對水泥性能的需求各種各樣。

楊文科“提倡多品種，少批量，多生產針對某一個具體環境下具體工程的專用水泥……水泥廠根據不同施工方的要求，對水泥的主要成分C3S、C2S、C3A、C4AF及MgO、SO3和細度，進行自由調節，生產出完全滿足現場要求的水泥。這應該是我們追求的目標和發展方向。”1

肖忠明“建議在熟料煅燒裝備、工藝、原材料確定下來后，不要輕易改變熟料的率值去滿足水泥某些性能的需求，這樣做的成本極高、且效果不一定能達到。同時改變熟料的礦物組成只是改善水泥性能的途徑之一……”2

廉慧珍等認為，“產品為用戶服務，這是商品經濟的鐵律。但‘服務’并不是簡單的‘你要什么我賣什么’，而是要為用戶的根本利益著想……對于用戶個體或個別群體的人來說，由于認識水平的差異，未必都了解其自身的實際需要，產品生產者常會受到用戶無意間的誤導。”3“水泥品種單一化不僅不利于水泥的發展，而且也不利于市場經濟的發展。”3

吳中偉認為，“現代化水泥廠的規模都很大，生產需要量較少但品種繁多的特種水泥，對水泥廠來說是不經濟的。因此工業發達的國家都趨向于采用在普通水泥中摻入各種外加劑，使之具有不同的特性。”4

1.2 思考

綜上所述，大型水泥企業根據每一個用戶的不同需求生產不同品種的特種水泥不現實，也不經濟。這種不經濟僅限于大型水泥生產線不要輕易改變現有熟料燒成設備、燒成制度、原燃料來源、配料方案、率值等。而應盡可能地保持優化后的燒成熟料礦物成分與性能的穩定，從經濟角度講，大型熟料生產線決定了熟料品種少且盡可能保持窯系統與熟料產質量的穩定，在這點上生產通用水泥的企業不能有絲毫動搖。但是，大型工廠用質量穩定的熟料去生產通用水泥，以適應或滿足市場里不同用戶對通用水泥的某些性能需求的專用水泥，在這點上也絕不能忽視，否則丟掉或失去部分市場是盡早的事。

首先，大型水泥企業的熟料與混合材分開粉磨，或混合材微粉能單獨生產，可與高標號水泥或熟料微粉能及時配制不同等級與品種的水泥，可即時自由調節強度等級與改善水泥性能，滿足不同用戶對強度等級與某些性能的不同適用性需求，提供給用戶的同規格同型號的專用水泥產品盡可能保持/控制相同的性能指標，做到均勻、穩定。這種熟料磨制后與混合材微粉配制水泥生產工藝，也許會成為大而全的大型通用水泥生產企業的必備生產工藝。文獻5介紹：“發達國家水泥已經很少有混合粉磨工藝”5，“國外某水泥企業采用分別工藝，通常情況下生產近20個品種的水泥，熟料粉的品種也多達3～5種……”5現在國內也有個別水泥企業開始這么做了。

其次，盡管目前通用水泥GB175-2007規定在水泥生產過程中不能添加除助磨劑外的其它水泥外加劑。但是在市場經濟環境里，沒有排除用于建筑等不同工程的建材，可以以通用水泥基為主要成分創新復合材料產品。任何一種新產品的出現或產品創新，是先有人發現市場里有某種需求或缺口，之后才有研發及滿足此需求的產品，有生產的產品了，才能有此產品的標準，標準是生產較成熟產品的規范。如用于修路的墊基層水泥，若沒有在水泥中添加其它類緩凝劑，僅在水泥生產過程中增加石膏摻量，SO3就會超標或緩凝效果達不到，或要施工方在使用過程中添加緩凝劑，使用者卻因施工繁瑣或投資不劃算，難以混勻等，達不到修路筑底的施工要求，也就很難滿足用戶的需求。又如目前市場上已生產且火熱的用于房屋室內裝修的一種裝修水泥（不同于低強度的砌筑水泥），其里面就摻有增稠劑、保水劑之類的外加劑，減少了泥工師傅在使用過程中的麻煩與提高了工效與施工質量。再如文獻6介紹，近年來，不斷有研究人員已經將各種納米材料（納米C-S-H粒子、納米二氧化硅、納米碳酸鈣、納米碳管和纖維）及其它低納材料加入到水泥混凝土中，以期有效改善混凝土的強度、滲透性和耐久性等多種性能，并取得了不少的研究成果。這些納米材料亦可以添加到以通用水泥基的材料中創新出新的復合材料。諸如此類情況，都是先有市場需求，有的水泥企業就去滿足這些用戶的需求，相應的國家標準都還沒有（但有企業標準，尚未上升到行業或國家標準），對大型水泥企業來說，往往是大而全的而不是小而精的發展模式，若放棄或不生產此類產品，自然會由其它企業來生產而分享市場。

2. 混合材/摻合料在生產/使用過程中摻加方式的討論

2.1 討論

水泥混合材/摻合料到底在水泥生產過程時摻入還是在水泥使用過程中摻入比較好？不僅存在行業利益之爭，也存在上下游企業之間的利益之爭，在控制混凝土質量優劣與滿足用戶需求等問題上也存在明顯分岐的觀點。

喬齡山認為，“水泥熟料、礦渣及硅灰等主要組分可準確計量，更好匹配，使水泥性能更佳；有利于低水灰比混凝土的配制，消除了因硅灰水漿的加入使混凝土加水量不準的弊端；混凝土攪拌站不需配置加硅灰的裝備，如攪拌設備、配料泵、計量設備、控制系統、防銹的貯存設備等。”7主張在水泥廠添加。

廉慧珍認為，在商混站摻外加劑和摻合料存在“ 1）組分過多增加了過程控制的復雜性。2）現行攪拌機攪拌時間太短存在的勻質性問題。3）大摻量礦物摻合料使膠凝材料中SO3不足。”3等問題。

樊粵明等認為，“減少水泥用量，增大礦物摻和料用量，實現混凝土的綠色化”8，主張摻合料在商混站等添加。

于2015年12月1日起正式實施的GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》國家標準第2號修改單主要內容是，取消32.5復合硅酸鹽水泥。帶來的直接影響之一是在水泥廠添加混合材的量減少了，配制相同等級的混凝土時使用過程中的摻合料的量增加了。

丁美榮認為，“摻加摻合料有水泥廠、施工方兩種方法(工序)，各有利弊；水泥廠生產控制、管理體系等條件更完善,可確保配比更均勻，顆粒級配更合理，質量更有保障……滿足用戶對水泥強度等質量指標要求。但商混站及工程方摻加的最大好處是：便于調整砼性能，自由度更大，條件較好的商混站及工程現場也完全滿足控制要求。但對于使用水泥超過總量一半的農村、城鎮等，由于現場計量等設施及混合材粉資源、生產、專用車輛、儲存等條件限制，就很難實施。因此，可根據用戶要求與條件確定摻合料的摻入方式。”9

2.2 小結

綜上所述，大型水泥企業面對的各類需求量不同的用戶，必須要有能配制可自由調節生產水泥強度等級以滿足不同用戶需求的生產裝備/設施/工藝，否則將總需求量不小，但單個需求量小的民用建筑、農村等受條件限制的小用戶及已經興起的混合材微粉業務拱手相送給下游企業或他人。

3. 目前通用水泥的細度現狀與討論

3.1 現狀

眾所周知，水泥細度、顆粒級配一方面對水泥、混凝土性能的直接影響較大，致使某些混凝土方面的一些人憂慮“我國目前大多數水泥，無顆粒級配可言；水泥磨得越來越細，細顆粒越來越多，水化速度很快。”1“細度不要太高了，比表面積控制在300～320m2/kg左右”10。甚至有人將近年來混凝土的普遍開裂歸結于與水泥顆粒越來越細有直接關系，“越細的水泥需水量越大，與外加劑相容性差，水化熱越大，開裂敏感性越大”。另一方面水泥細度、顆粒級配又與水泥生產的電耗與生產成本直接相聯系，有人認為：“水泥生產是能耗大戶……熟料中硅酸鹽礦物等的潛在水硬性，就應該加以充分利用。也就是將水泥磨得細一點，充分發揮其強度，才對得起所耗的能源以及排放CO2產生的溫室效應。”11，不同的人對目前國內通用水泥的細度現狀表達了不同的看法與觀點，包先誠等認為“水泥細度問題是混凝土界和水泥界分岐的最大的問題之一。”12難道水泥企業真的只顧生產成本與自身利益而沒有顧及或無視下游用戶對水泥細度的反映與需求嗎？

3.2 公認的有利于水化的熟料顆粒粒徑

胡如進等對相關文獻辨析后認為“目前比較公認的水泥最佳性能的顆粒級配為：3～32um顆粒總量不能低于65%，＜3um細顆粒不超過10%，＞65um顆粒最好為零，＜1um細顆粒最好沒有。”13、14值得注意的是，這個公認結論中的“水泥”是指“硅酸鹽水泥（P.I水泥）”13、15即純硅酸鹽熟料水泥。這個最佳性能指“水泥的水化速率和水化程度角度對熟料粒度分布的要求。”16。

盧迪芬等人對水泥熟料與第二組分混合粉磨特性進行了研究，如“將20%的石灰石與80%的同一粒徑的熟料共同粉磨20min后，石灰石磨得更細，而熟料較粗，在＜5um的顆粒中，石灰石粉占比72.1%，而在＞45um的顆粒中，熟料占88.0%，說明石灰石大部分集中在較細的粒徑范圍，而熟料集中在較粗的粒級范圍。”17且有關文獻6對易磨性較差的礦渣等混合材與熟料混合粉磨成復合水泥也進行了相應研究，“在復合水泥0～10um顆粒中，熟料占比58%，礦渣等占比42%；40～50um顆粒中，熟料占比27%，礦渣占比73%”6。水泥業內亦有較多研究機構與多人進行類似的研究，得出了與此相似結論為“易磨性不同的兩組分物料在混合粉磨過程中常發生選擇性粉磨現象，一組分物料可能對另一組分物料的粉磨起促進或阻礙作用，使粉磨產物細顆粒和粗顆粒中物料成分占比發生較大的變化。”17，所以通用水泥中小于3um以下的水泥顆粒不一定就是熟料微細顆粒或占比較大。

（未完待續）