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迫切需要解決的問題。

YB集團新疆南疆區域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水泥工業大磨生產配比，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公司水泥磨的規格型號Ф3.2 m×13m、Ф3.0m×11m兩臺球磨機，HT公司水泥磨的規格型號為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，兩家公司的粉磨工藝完全不同。眾所周知，立磨粉磨系統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）水泥配料優化。在確保熟料質量性能穩定前提下，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）水泥生產指標調整控制。控制P·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化水泥磨中控操作參數，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定前提下，通過對水泥配料方案的優化、水泥生產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，進而提高了產品的市場競爭力。