道路硅酸鹽水泥的生產控制

龔建貴

道路硅酸鹽水泥的生產控制

Production Control of Road Portland Cement

龔建貴

道路硅酸鹽水泥是由道路硅酸鹽水泥熟料加適量石膏和符合標準要求的混合材料，磨制而成的水硬性膠凝材料，具有抗折強度高、耐磨性強、干縮性小、水化熱低、抗硫酸鹽侵蝕性強、抗凍性好等優點，用其配制的混凝土具有良好的施工性能和優良的耐久性，技術性能優于普通硅酸鹽水泥混凝土，主要應用于高等級公路、飛機跑道、交通道路、城市大面積路面建設以及軍事等重點關鍵性工程。

我公司依據本地原燃材料質量，通過制定合理的配料方案、適宜的質量指標，優化熟料煅燒操作及水泥磨工藝參數控制等工藝技術措施，在? 4.8m×72m，5 000t/d新型干法窯成功組織生產了一批高品質道路硅酸鹽水泥，各項物理性能和化學品質指標完全達到GB 13693-2005《道路硅酸鹽水泥》標準中42.5等級的性能指標和技術要求，成功應用于某潛艇基地軍用機場路面工程，獲得了用戶好評。

1 原燃材料及配料方案

1.1 原燃材料

采用石灰石、砂巖、粉煤灰、轉爐渣四組分配料，控制指標分別為：

石灰石：CaO≥48%，K2O≤0.35%；

砂巖：SiO2≥90%，K2O≤0.85%，水分≤6%；

粉煤灰：Al2O3≥26%，K2O≤0.85%，水分≤15%；

轉爐渣：Fe2O3≥20%，水分≤8%。

進廠原材料化學成分見表1。

熟料煅燒用煤產地為山西同煤集團，進廠煤水分控制≯12%，分析基低位熱值控制≮24MJ/kg，煤粉細度控制≯12%，煤粉質量數據見表2、表3。

試驗前要加強進廠原材料質量控制，保證原燃材料的質量穩定，尤其要嚴格控制原燃材料水分，避免物料輸送、計量時發生堵卡。

表1 原材料化學成分，%

表2 煤粉質量數據

表3 煤灰化學成分，%

1.2 配料方案

GB13693-2005《道路硅酸鹽水泥》標準中規定道路硅酸鹽水泥熟料中C3A含量應≯5.0%、C4AF含量≮16.0%、fCaO含量≯1.0%，經和用戶溝通后，設計熟料率值為：KH=0.92±0.02、SM=2.1±0.1、AM=0.7±0.1，具體配料方案及生料化學成分見表4。

由于粉煤灰及轉爐渣的配比同生產普通硅酸鹽水泥熟料時的配比有較大差異，試驗前需調整這兩種原材料配料秤下料口，并校準配料秤，實現穩定準確喂料。

要提前進行生料、熟料熒光分析與化學分析對比、校準工作。執行道路水泥熟料配料方案時，要密切關注出磨和入窯生料變化情況，加大取樣頻次，必要時可隨時取瞬時樣，確保出磨和入窯生料的穩定。

2 熟料煅燒與質量控制

2.1 熟料煅燒

道路硅酸鹽水泥熟料采用的是中飽和比、低硅酸率、低鋁氧率的配料方案，與煅燒普通的硅酸鹽水泥熟料相比，熟料在煅燒過程中，液相出現溫度較低，燒結范圍窄，液相粘度低現象，使熟料結粒小，易出現“飛砂”、“堆雪人”現象。在這種情況下，一方面有利于硅酸鹽礦物的生成和游離氧化鈣的吸收，另一方面窯皮密度和厚度上升，燒成帶末端容易長厚窯皮，容易造成窯內結圈、結蛋等不正常工況的出現，嚴重影響熟料質量，給操作帶來一定難度，因此，熟料煅燒是研制道路水泥的關鍵。

2.2 質量控制

熟料煅燒操作上要合理控制好窯速和熟料產量，保持良好的窯內通風；要求窯頭火焰火力集中，保證足夠的燒成溫度來控制窯皮的惡性增長；控制好頭尾煤比例，盡可能選用燃燒特性好的燃料，且煤粉細度和水分盡可能低。在篦冷機操作中，尤其應保持篦冷機一室合理的壓力，掌控好篦床速率與料層厚度，保證高溫料層風量穩定且充足，使熟料快速冷卻，保證熟料質量，防止“堆雪人”現象的發生。

熟料煅燒時燒成系統主要運行參數見表5，生產的熟料化學成分和物理性能分別見表6和表7。

3 道路硅酸鹽水泥的制備

GB13693-2005《道路硅酸鹽水泥》規定道路硅酸鹽水泥中：燒失量應≯3.0%，SO3應≯3.5%，MgO應≯5.0%，比表面積為300～450m2/kg，初凝不早于1.5h，終凝不得遲于10h，28d干縮率應≯0.10%，28d磨耗量應≯3.0kg/m2，水泥各齡期強度見表8。

表4 配料方案及生料化學成分

表5 燒成系統運行參數

表6 熟料化學成分

表7 熟料物理性能

表8 42.5級道路硅酸鹽水泥各齡期強度

3.1 水泥配比

GB13693-2005《道路硅酸鹽水泥》規定水泥中允許摻加≯10%的活性混合材，混合材料應為符合GB/T 1596表1的F類粉煤灰、符合GB/T 203的粒化高爐礦渣、符合GB/T 6645的粒化電爐磷渣或符合YB/T 022的鋼渣。經過對各種混合材的對比分析，選擇資源豐富且活性較高的礦渣作為混合材，選用脫硫石膏作為調凝劑，并添加自產增強型液體助磨劑。具體水泥配比見表9。

表9 道路硅酸鹽水泥配比，%

按配比計量后的物料送入配置?120cm×100cm輥壓機+V型選粉機+?4.2m×13m兩倉閉路水泥磨系統進行共同粉磨。

3.2 SO3指標

石膏對水泥的水化起著重要作用，一方面石膏的存在能使水泥中C3A在早期Ca2+、OH-離子的飽和溶液中形成膠凝狀的鈣礬石薄膜，封閉了水泥顆粒的表面，從而阻礙了水分子和離子的擴散，起著調節水泥水化的作用；另一方面，鈣礬石早期的形成并在水泥水化產物中的相互穿插能促進水泥早期強度的形成，還能彌補水泥水化產生的微觀裂縫、補償其收縮應變，并抑制裂縫的產生，能有效改善路面干縮開裂問題。綜合考慮上述性能，在道路水泥粉磨過程中我們控制SO3的含量在2.3%～2.7%之間。進廠脫硫石膏應控制水分≯15%，水分大時要進行晾曬，防止發生卡堵造成喂料不穩。

表10 道路硅酸鹽水泥化學成分，%

表11 道路硅酸鹽水泥物理性能

3.3 細度指標

道路硅酸鹽水泥細度太粗會導致水化速度慢，水化不完全，早期強度偏低；粉磨過細則水泥漿體要達到同樣的流動度，需水量就過多，會增加水泥制件的干縮。因此我們在生產過程中要嚴格控制出磨水泥細度，比表面積控制在330～370m2/kg范圍內。

3.4 水泥的物理性能與化學成分

生產的道路硅酸鹽水泥物理性能及化學成分見表10、表11，各項技術指標均達到GB13693-2005國家標準要求，具有抗折強度高、需水量低、耐磨性好、干縮率小等優點，并通過了上級檢驗機構的檢驗確認。

4 結語

我公司成功利用5 000t/d新型干法回轉窯生產線生產道路硅酸鹽水泥，在生產過程中積累了寶貴的質量控制、熟料煅燒與粉磨技術經驗。生產的42.5等級道路硅酸鹽水泥不僅完全符合國家標準要求，還具有抗折強度高、需水量低、耐磨性好、干縮率小等優點，具有較好的產品質量優勢和市場競爭力，為公司創造了新的利潤增長點。■

TQ172.6

A

1001-6171（2017）06-0054-04

2017-04-14； 編輯：呂 光