一種蒸壓養護專用水泥助磨劑的大磨試驗

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

0 引言

蒸壓養護是將水泥同其他材料在高溫度相對應的飽和蒸氣壓下進行水熱反應，在短時間內得到高的強度，是管樁混凝土獲得高強度的重要手段[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，造成水化產物形貌、結構存在缺陷[2-3]。在蒸壓養護加速高鋁水泥水化過程會將這一缺點放大，導致蒸壓養護強度不足。因此，針對高鋁水泥在蒸壓養護過程后強度偏低的問題，提出解決措施是研發人員的重要任務之一。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，增加臺時產量，從而減少水泥粉磨過程中的能耗，起到節能減排的作用。而另一方面水泥助磨劑能極大提高水泥的強度性能，改變水泥的水化速度[4-5]。本文通過優化助磨劑的配方，適當減緩水泥早期水化速度，在蒸壓養護條件下能形成更穩定的水化產物，從而提高水泥蒸壓養護強度，通過小磨試驗和大磨工業化試驗驗證效果。

1 小磨試驗與方法

1.1 試驗材料

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強度偏高。與此同時，SS公司熟料水化過快導致形成的水化產物形貌、結構存在缺陷，因此28d強度偏低。針對SS公司熟料特點，優化助磨劑配方，適當減緩水泥水化速度，從而提高蒸壓養護強度。

表1 S水泥公司熟料礦物組成 %

1.2 試驗方法

將破碎后的熟料（<5mm）與石膏、石灰石、礦渣按照實際生產P·O 42.5級水泥配比配制5kg試樣，加入Φ500mm×500mm標準試驗室小磨進行粉磨，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準GB/T 8074—2008《水泥比表面積測定方法勃氏發法》進行測定；水泥細度使用45μm篩余的負壓篩分析儀，按照國家標準GB/T 1345—2005《水泥細度檢驗方法篩析法》進行測定；水泥標準稠度用水量采用GB/T 1346—2011規定進行，使用的儀器設備有NJ—160A型水泥凈漿攪拌機，水泥稠度及凝結時間測定儀（維卡儀）；水泥粉體顆粒級配采用激光粒度分布儀進行測定。

2 結果與討論

2.1 小磨試驗質量數據

按92%熟料、4.5%石膏、3.5%石灰石配比進行小磨試驗，粉磨質量5 kg，并對小磨水泥樣進行相關質量檢測，結果如表2和圖1所示。由于C3A及C4AF含量偏高，P·Ⅱ水泥3d強度高，28d強度偏低。從圖1可以看到，與在用助磨劑相比，專用助磨劑在蒸壓養護條件下有更高的抗壓強度，由53.9MPa提高至58.0MPa。

表2 P·Ⅱ水泥小磨試驗級質量檢測結果

圖1 蒸壓養護強度變化

2.2 助磨劑工業化大磨試驗應用

（1）大磨試驗P·Ⅱ級水泥臺產、電耗變化。工業化大磨試驗分為摻在供助磨劑、過渡和摻專用助磨劑三個階段，使用不同助磨劑對應的臺產、電耗見表3。從能管系統統計數據可知，使用專用助磨劑后臺產變化不大，電耗下降0.69 kWh/t。

表3 S公司物料配比及大磨試驗臺產、電耗統計

（2）大磨試驗質量檢驗數據。取大磨試驗不同階段的水泥綜合樣進行分析，質量結果見表4。與使用在供助磨劑相比，使用專用助磨劑時水泥的標稠、凝結時間等變化不大。從圖2可以看出，在蒸壓養護方面有較好的效果，抗折強度提高0.3 MPa，抗壓強度提高3.6 MPa。

表4 大磨試驗質量檢驗數據

圖2 大磨試驗中蒸壓養護強度對比

3 結論

通過加入蒸壓養護專用助磨劑，適當降低高鋁水泥早期水化速度，改善水化過快導致水泥形貌及結構的缺陷，從而在不影響水泥其他質量性能的同時提高水泥蒸壓養護強度。小磨試驗驗證得到在蒸壓養護條件下使用專業助磨劑比在供配方強度提高4.1 MPa。工業大磨試驗樣在蒸壓養護條件下強度提高3.6 MPa，且大磨試驗中臺產提高0.8 t/h，電耗下降0.69 kWh/t。