西藏祁連山公司研發(fā)高高原低堿水泥紀(jì)實(shí)

歷經(jīng)300多個(gè)不眠之夜、24次煅燒、572次化驗(yàn)，45人參與其中，最終克服高海拔、高寒缺氧的條件限制，創(chuàng)新性地研制出更加適合青藏高原地區(qū)使用的“高高原水泥”，用于各種機(jī)場(chǎng)、道路建設(shè)，為助力西藏經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的保障。

創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力。一直以來(lái)，祁連山水泥始終注重創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、內(nèi)生增長(zhǎng)，堅(jiān)持以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，致力于生產(chǎn)和研發(fā)各種需求水泥產(chǎn)品。從適用日常基建的普通水泥到滿足大中型水利工程、油井需用的特種水泥，再到機(jī)場(chǎng)道面水泥、高高原水泥，祁連山水泥目前可生產(chǎn)15個(gè)品種水泥，滿足各類工程需要。

領(lǐng)重任：展現(xiàn)央企風(fēng)采

市場(chǎng)需求催生市場(chǎng)機(jī)遇和企業(yè)創(chuàng)新能力。隨著西藏自治區(qū)發(fā)改委公布的《西藏自治區(qū)通用航空發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》，規(guī)劃至2023年新建58個(gè)通用機(jī)場(chǎng)。對(duì)于具有國(guó)企身份的祁連山水泥而言，能夠參與到此項(xiàng)規(guī)劃中，不僅是機(jī)遇和榮光，更是義不容辭的使命擔(dān)當(dāng)。

然而，由于西藏高海拔缺氧、低堿原材料緊缺，盡管當(dāng)?shù)囟嗉依吓扑嗥髽I(yè)能夠生產(chǎn)低堿水泥，但批量生產(chǎn)后隨機(jī)抽查的水泥因達(dá)不到機(jī)場(chǎng)低堿水泥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，存在產(chǎn)生裂紋等質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致西藏機(jī)場(chǎng)使用的低堿水泥全部要從區(qū)外運(yùn)進(jìn)，無(wú)疑增加了運(yùn)輸、時(shí)間等各項(xiàng)成本。

如何破解這一難題？這個(gè)重?fù)?dān)壓到了西藏祁連山公司的身上。在惡劣的條件面前，祁連山人發(fā)揮永不服輸、敢為人先的斗爭(zhēng)精神，西藏祁連山公司黨總支部牽頭成立“高高原低堿水泥研發(fā)組”，并立下“軍令狀”。

萬(wàn)事開(kāi)頭難！擺在眾人面前的第一道難關(guān)就是缺少合適的原材料，石灰石堿含量低于0.2%，鐵質(zhì)校正原材料的堿含量低于1.0%。面對(duì)開(kāi)山攔路虎，西藏祁連山公司沒(méi)有退縮，而是積極擔(dān)當(dāng)責(zé)任，展現(xiàn)央企風(fēng)采。為了尋找符合生產(chǎn)低堿水泥的原材料，研發(fā)人員在公司500公里范圍內(nèi)開(kāi)展“地毯式”搜索，尋找堿含量低于0.7%硅鋁質(zhì)校正原材料。

歷時(shí)3個(gè)多月，最終尋找到了堿含量符合標(biāo)準(zhǔn)的火山灰。再經(jīng)反復(fù)檢驗(yàn)和理論推算，滿足生產(chǎn)低堿水泥的需求。針對(duì)低堿水泥對(duì)石灰石堿含量低的要求，研發(fā)人員還通過(guò)對(duì)礦山石灰石開(kāi)采礦脈的研判，對(duì)堿含量較低的石灰石分區(qū)開(kāi)采、單獨(dú)存放、進(jìn)料、入庫(kù)，保證堿含量滿足生產(chǎn)需要。

全新的原材料，如何合理制作“配方”成了第二個(gè)難關(guān)。為此，研發(fā)人員反復(fù)比對(duì)測(cè)算，最終確定采用石灰石、硅質(zhì)板巖、火山灰、尾礦渣（銅冶煉渣）四組分配料方案。

根據(jù)西藏祁連山公司工藝條件、原燃材料情況及試驗(yàn)，不僅充分考慮熟料三率值系數(shù)，又要全面考慮機(jī)場(chǎng)低堿水泥對(duì)抗壓抗折強(qiáng)度、需水量、干縮率、水化熱等特殊要求，在配料過(guò)程中增加了銅尾渣含量，即補(bǔ)充鈣硅又補(bǔ)鐵，確保煅燒有適宜的液相量和較低的液相黏度，從而有利于C3S的形成，降低熟料的f-CaO含量，也提高了C4AF含量，從而提高熟料3天、28天強(qiáng)度，同時(shí)對(duì)提升水泥的早期、后期強(qiáng)度都有顯著效果。

求突破：化被動(dòng)為主動(dòng)

接下來(lái)，西藏祁連山公司又鉚足勁開(kāi)始攻克熟料煅燒的挑戰(zhàn)。

在生產(chǎn)低堿水泥初期，從方案確定到材料的準(zhǔn)備，從現(xiàn)場(chǎng)組織到配料優(yōu)化和中控操作，無(wú)疑是“摸著石頭過(guò)河”。生產(chǎn)過(guò)程控制難度之大難以想象，面對(duì)質(zhì)量指標(biāo)波動(dòng)較大、中控操作難度大造成多次如預(yù)熱器塌料、熟料結(jié)大塊等工藝問(wèn)題，研發(fā)人員多次開(kāi)展專題討論，改變了生產(chǎn)被動(dòng)的局面，達(dá)到技術(shù)上進(jìn)步完善。

與普通水泥熟料相比，低堿水泥指標(biāo)要求高，生產(chǎn)難度大，配料方案不是很理想。在生產(chǎn)低堿熟料期間，因物料煅燒困難，窯前飛沙大，質(zhì)量不合格，操作員習(xí)慣性加大系統(tǒng)拉風(fēng)、增加頭煤使用量，致使煙室、分解爐縮口溫度過(guò)高，物料發(fā)黏產(chǎn)生大量結(jié)皮，影響系統(tǒng)通風(fēng)及窯內(nèi)煅燒。針對(duì)以上問(wèn)題，研發(fā)組及時(shí)召開(kāi)專題會(huì)進(jìn)行探討，制定措施，從生料細(xì)度到溫度控制，燃燒器、分解爐溫度、三次風(fēng)閥門開(kāi)度以及篦冷機(jī)相關(guān)參數(shù)調(diào)整等，需要不斷優(yōu)化。為此，科研組不分晝夜，加班加點(diǎn)。功夫不負(fù)有心人，最終，低堿水泥煅燒問(wèn)題得以完美解決。

生產(chǎn)水泥之前根據(jù)堿含量的要求，確定了水泥生產(chǎn)方案為：89.0%熟料+5.0%石膏+6.0%石灰石。開(kāi)磨前由專業(yè)人員分專業(yè)對(duì)粉磨系統(tǒng)所有設(shè)備進(jìn)行檢查，確保粉磨系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的可靠性，避免因設(shè)備跳停等原因造成水泥質(zhì)量波動(dòng)，根據(jù)研發(fā)組確定的水泥顆粒分布，要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度≤25.0%、水化熱≤250J/g、干縮率≤0.09%等指標(biāo)，水泥粉磨環(huán)節(jié)需大幅降低成品中3μm顆粒含量等要求，水泥磨管理人員依據(jù)化驗(yàn)室的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，跟班指導(dǎo)調(diào)整水泥粉磨參數(shù)，合理確定磨機(jī)的循環(huán)負(fù)荷率、選粉效率等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，根據(jù)磨況及時(shí)調(diào)整操作參數(shù)，解決了產(chǎn)品中小于3μm顆粒過(guò)多的問(wèn)題，改變水泥的分散度，使水泥的顆粒分布趨向合理，確保水泥各齡期強(qiáng)度的提高。

經(jīng)考驗(yàn)：高質(zhì)量交答卷

以科技賦能發(fā)展，以實(shí)干填補(bǔ)空白。憑著不屈不撓的精神，西藏祁連山公司終于完成了適合青藏高原的低堿水泥研發(fā)，從尋找原材料到克服一道道難關(guān)，為助力西藏經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)著力量。

生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量檢驗(yàn)更是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。試生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)出磨生料、入窯生料每小時(shí)檢測(cè)一次；熟料游離氧化鈣每?jī)蓵r(shí)檢驗(yàn)一次，檢測(cè)結(jié)果高于指標(biāo)1.00時(shí)增加檢驗(yàn)頻次；熟料全分析每班檢測(cè)一次，根據(jù)熟料礦物組成的變化及時(shí)調(diào)整生料指標(biāo)，指標(biāo)控制在0.87～0.89；每班按規(guī)定留取熟料全分析樣品，分班次檢測(cè)堿含量；質(zhì)量合格后熟料倒入低堿熟料庫(kù)。水泥檢驗(yàn)也是每小時(shí)取樣，檢驗(yàn)三氧化硫、混合材、比表面積、燒失量等指標(biāo)；同時(shí)留取一個(gè)編號(hào)的物檢樣，混合均勻后檢驗(yàn)堿含量（R2O）及其他物理指標(biāo)。每班分別留取有代表性的一個(gè)編號(hào)和一定數(shù)量物檢樣品，在滿足所有指標(biāo)的前提后，方可入低堿水泥庫(kù)。

那么，最終能否經(jīng)得起市場(chǎng)考驗(yàn)?zāi)兀?/p>

高高原低堿水泥成功研發(fā)后，西藏祁連山公司積極加強(qiáng)與民航局和西藏大學(xué)的溝通協(xié)調(diào)，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)和檢驗(yàn)，西藏祁連山公司生產(chǎn)的高高原低堿水泥各項(xiàng)指標(biāo)不僅全部符合《民用機(jī)場(chǎng)水泥混凝土面層施工技術(shù)規(guī)范》（MH 5006—2015），而且各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均優(yōu)于內(nèi)地低堿水泥，一組組的試驗(yàn)結(jié)果改變了民航局對(duì)西藏生產(chǎn)低堿水泥的偏見(jiàn)，同意在機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建二期工程跑道試用西藏祁連山公司生產(chǎn)低堿水泥。

從目前試用情況看，水泥質(zhì)量穩(wěn)定、施工性能良好、未出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象，特別是抗凍性和耐磨性得到民航項(xiàng)目部認(rèn)可。根據(jù)貢嘎機(jī)場(chǎng)的使用情況，經(jīng)民航局推薦在當(dāng)雄等機(jī)場(chǎng)推廣使用，使用結(jié)果仍然良好，質(zhì)量合格率達(dá)到100%。根據(jù)機(jī)場(chǎng)使用情況，民航局和西藏大學(xué)開(kāi)展了水泥和混凝土的收縮性能試驗(yàn)，并采用不同海拔地區(qū)、室內(nèi)外不同溫濕度環(huán)境下進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，西藏祁連山公司研發(fā)的高高原低堿水泥的收縮性能優(yōu)異。

隨后，民航局和西藏大學(xué)又開(kāi)展了混凝土的耐久性能試驗(yàn)和長(zhǎng)期暴露試驗(yàn)。結(jié)果顯示，各項(xiàng)性能均非常優(yōu)異，得到了一致好評(píng)和高度認(rèn)可。與此同時(shí)，西藏大學(xué)、西北民航機(jī)場(chǎng)建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司、拉薩貢嘎機(jī)場(chǎng)新建第二跑道工程建設(shè)指揮部聯(lián)合授予西藏祁連山公司“高高原低堿水泥試驗(yàn)室”。

如今，西藏祁連山公司生產(chǎn)的高高原低堿水泥成功投放市場(chǎng)，填補(bǔ)了西藏區(qū)域高高原低堿水泥生產(chǎn)的空白，提升公司產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，打破了重點(diǎn)工程對(duì)高原低堿水泥質(zhì)量的認(rèn)識(shí)，將為降低西藏機(jī)場(chǎng)建設(shè)成本發(fā)揮重要作用。

展望未來(lái)，西藏祁連山公司將緊緊抓住青藏地區(qū)各類大型項(xiàng)目建設(shè)機(jī)遇，繼承和發(fā)揚(yáng)祁連山水泥的技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，做好特種水泥的研發(fā)工作，為譜寫雪域高原長(zhǎng)治久安和高質(zhì)量發(fā)展新篇章作出新的更大貢獻(xiàn)。