粉磨站對熟料與減水劑相容性的控制

   摘要：提出了粉磨站企業(yè)在生產(chǎn)銷往攪拌站水泥時應(yīng)當(dāng)重視對熟料與減水劑相容性控制的觀點，介紹了用熟料凈漿流動度作為判斷熟料與減水劑相容性依據(jù)及具體試驗方法，通過試驗驗證了這種方法。

  0   前言

  筆者在拙作《粉磨站對熟料供應(yīng)商質(zhì)量情況的考察實例》[1](原文發(fā)表于《四川水泥》2010年第6期)一文中提出:最好將粉磨站質(zhì)量控制提前到熟料供應(yīng)商那里。進(jìn)一步的工作實踐使筆者認(rèn)識到，這樣的提法很不全面。由于粉磨站投產(chǎn)產(chǎn)量規(guī)模已達(dá)100萬噸/年以上，所產(chǎn)水泥幾乎肯定要銷往混凝土攪拌站，成為預(yù)拌混凝土的重要原料(即使原限定的60萬噸/年規(guī)模也不例外)才能消化其產(chǎn)能。而預(yù)拌混凝土對水泥的質(zhì)量要求除了滿足水泥的國家標(biāo)準(zhǔn)要求外，還有其自身的特殊要求。(眾多的學(xué)者們對此有文獻(xiàn)描述，此不贅述。)適時地了解這些要求，以便及時采購熟料及其它原材料，調(diào)整工藝參數(shù)并組織生產(chǎn)以便為混凝土攪拌站提供優(yōu)質(zhì)的水泥，這樣才能在激烈的市場競爭中贏得主動。因此，準(zhǔn)確的提法應(yīng)當(dāng)是:粉磨站要搞好自己的產(chǎn)品質(zhì)量控制，應(yīng)當(dāng)有兩個延伸:一個是延伸到原材料供應(yīng)商那里(包括熟料、混合材及石膏等);再一個是延伸到用戶那里(尤其是對水泥品質(zhì)有特殊要求的混凝土攪拌站那里)。把這兩個延伸結(jié)合起來就是:適時地識別用戶的要求，根據(jù)用戶的要求適當(dāng)?shù)夭少徳牧?特別是最重要組分熟料)來組織生產(chǎn)以滿足用戶的需要，這是粉磨站企業(yè)進(jìn)行質(zhì)量控制的重要內(nèi)容。

  熟悉預(yù)拌混凝土行業(yè)的人都知道， 混凝土攪拌站可以容忍水泥強度有2-3兆帕的波動，但不能容忍水泥與減水劑相容性有波動。因此，似乎可以說混凝土攪拌站對水泥與減水劑相容性的重視程度比絲毫不亞于對水泥強度的重視程度。要控制好水泥與減水劑相容性當(dāng)然離不開對熟料與減水劑相容性的控制，粉磨站對熟料與減水劑相容性的重視程度(在供給攪拌站企業(yè)時)也應(yīng)該至少提到與熟料強度同等重要的高度，因此本文重點談?wù)勥@個問題。

  1 關(guān)于熟料與減水劑的相容性判斷依據(jù)和方法

  眾多的文獻(xiàn)介紹到水泥企業(yè)如何控制水泥與減水劑相容性問題，幾乎無一例外地提到調(diào)整生料配比以降低熟料中鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣含量、增加硅酸鹽礦物含量的方法，對自產(chǎn)熟料的水泥企業(yè)來說當(dāng)然都可以這樣做。但如果當(dāng)?shù)卦腺Y源不許可，難以選擇到合適的原料有時其實也是很難做到的。本企業(yè)的熟料供應(yīng)商中不乏自產(chǎn)熟料和水泥的企業(yè)，他們的熟料與減水劑相容性不好一個重要原因就是熟料礦物組成不合理。沒有調(diào)整生料配方的原因筆者認(rèn)為絕不是這些企業(yè)的工程技術(shù)人員不懂這方法，大概就是原料資源不許可。一定要調(diào)整可能會導(dǎo)致生產(chǎn)成本大幅度上升，因而不具備實際操作性。對粉磨站企業(yè)來說這個問題似乎簡單得多:只要識別出不同熟料供應(yīng)商熟料與減水劑性相容性的好壞予以選擇性地采購使用即可。

  文獻(xiàn)1簡單地以熟料中鋁酸三鈣的高低作為判斷熟料與減水劑相容性高低的判斷依據(jù)，但文獻(xiàn)2：低熱熟料C3A含量盡管很低，但其凈漿流動度也與普通熟料相差無幾;文獻(xiàn)3：當(dāng)熟料C3A在1.95%-9.85%間波動、C3A+C4AF在16.08%-19.98%之間波動時， 熟料凈漿流動度并沒有大的變化;新型干法窯由于具備高溫、快燒、急冷的煅燒特點，在一定范圍內(nèi)，熟料中鋁酸鹽礦物的計算含量對熟料凈漿流動度的影響具有不確定性。文獻(xiàn)2和3的觀點顯然與之相左。

  深入地討論下去，除了礦物組成影響熟料與減水劑的相容性外，還有熟料中游離氧化鈣和燒失量的高低(無疑都是低些為好)，熟料的煅燒和冷卻氣氛(提倡快燒急冷)也影響之。對于可定量的礦物組成、游離氧化鈣和燒失量等因素當(dāng)然可以通過查看熟料的全分析數(shù)據(jù)得到結(jié)論，但對于無法定量描述的煅燒和冷卻氣氛，粉磨站企業(yè)是無法通過看熟料的全分析數(shù)據(jù)得到結(jié)論的。因此文獻(xiàn)1的依據(jù)和方法都存在問題。

  文獻(xiàn)4規(guī)定的檢測水泥與減水劑相容性方法標(biāo)準(zhǔn)法為Marsh筒法，代用法為凈漿流動度法。在攪拌站企業(yè)的實際應(yīng)用中絕大多數(shù)采用的是凈漿流動度法。筆者為檢測和判斷熟料與減水劑的相容性，將其應(yīng)用到了熟料與減水劑的相容性試驗中去。

  至此可以歸納出判斷熟料與減水劑相容性的依據(jù)為:采用測定熟料凈漿初始流動度的大小和經(jīng)時損失率的數(shù)據(jù)。初始流動度大且經(jīng)時損失率小的數(shù)據(jù)熟料與減水劑相容性好，反之亦反。

  試驗的環(huán)境條件設(shè)備和操作方法及計算方法見文獻(xiàn)4，唯試驗材料及其配合比與文獻(xiàn)4不同。材料組分為:熟料粉(摻加過石膏的熟料的磨細(xì)的粉料符合標(biāo)準(zhǔn)GB/T21372-2008《硅酸鹽熟料》的細(xì)度和三氧化硫含量要求)、水、攪拌站正在使用的減水劑。具體配合比與攪拌站正在檢驗的水泥與減水劑相容性試驗配合比相同，唯以熟料粉代替水泥。這樣的試驗安排得到的檢測結(jié)果作為選擇熟料的依據(jù)，筆者以為從熟料品質(zhì)來說可以與攪拌站的減水劑相容性得到基本一致的結(jié)果，從而滿足攪拌站的需要。當(dāng)然，據(jù)此選擇的熟料在實際生產(chǎn)中如果因為混合材、石膏或者粉磨后的粒度組成及水泥溫度與水泥儲存期的不當(dāng)，仍有可能導(dǎo)致所產(chǎn)水泥與減水劑相容性不好，但這已經(jīng)超出本文的討論范圍了。

  2   一個實驗與控制實例

  筆者所在企業(yè)前段時間接到用戶QG攪拌站關(guān)于我廠水泥凈漿流動度經(jīng)時損失大(經(jīng)時損失率達(dá)37.43%)的投訴。在本廠尚未開展熟料凈漿流動度試驗的情況下，筆者采用文獻(xiàn)1的方法去我廠近期四個熟料供應(yīng)商查看熟料全分析成分，計算出鋁酸三鈣含量，具體數(shù)據(jù)見表1。

   從上表可以看出，由鋁酸三鈣含量從低到高判斷熟料與減水劑相容性好壞的順序為:PJ 公司> WL公司> RJ公司> WW公司。當(dāng)時正在生產(chǎn)使用的熟料是RJ與WW公司按4：1比例搭配，為解決問題，立即換為PJ公司與WL公司熟料按4：1比例搭配使用，發(fā)運到攪拌站后立刻見效，解決了問題。(PJ公司與WL公司運距較遠(yuǎn)，會加大到廠成本價)。

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  此外，筆者安排了改換為PJ公司與WL公司熟料搭配使用后所產(chǎn)水泥及三家熟料的凈漿流動度試驗。

  水泥凈漿流動度試驗材料配比見表2

  表中FL(%)為經(jīng)時損失率。計算公式見JC/T1083-2008《水泥與減水劑相容性試驗方法》第9.1條。表4相同。3次試驗結(jié)果接近，顯示我廠庫存P?O42.5水泥凈漿流動度值是比較理想的，單以此作為判斷水泥與減水劑相容性判斷依據(jù)，應(yīng)該說是沒有問題的，這與QG攪拌站現(xiàn)場使用情況一致。熟料凈漿流動度試驗試驗材料配合比見表4所示。試驗過程從略，試驗結(jié)果見表5所示。

  以凈漿流動度作為判斷熟料與減水劑相容性判斷依據(jù)， PJ公司熟料最好， WL次之， WW最差。這與表1由熟料中鋁酸三鈣含量由低到高判斷熟料與減水劑相容性好壞的順序完全一致(RJ公司熟料沒有測)。

  本次混凝土攪拌站投訴的問題，主要是由于熟料與減水劑相容性不好造成的。在使用了文獻(xiàn)1的觀點判斷出不同熟料廠家熟料與減水劑相容性后，重新選擇了熟料，問題得到解決。采用測定熟料凈漿流動度試驗的方法作為判斷熟料與減水劑相容性依據(jù)，對不同廠家熟料與減水劑相容性的結(jié)論(至少是排序)與前方法依據(jù)一致，說明熟料凈漿流動度試驗的方法作為判斷熟料與減水劑相容性依據(jù)是可靠的。從前面的分析中可以知道應(yīng)該是更加全面和準(zhǔn)確的。

  3   結(jié)束語

  幾個值得思考的問題：

  （1）表4的試驗結(jié)果與表1的結(jié)果一致，支持了文獻(xiàn)1的觀點，同時也就否決了文獻(xiàn)2和3的觀點，這是因為試驗次數(shù)太少而產(chǎn)生的偶然巧合?有待于進(jìn)一步驗證;

  （2）文獻(xiàn)5指出:試驗發(fā)現(xiàn)，對同一水泥，使用不同型號減水劑流動度試驗結(jié)果差別顯著，因此施工單位在強調(diào)水泥對減水劑的適應(yīng)性的同時，也應(yīng)該考慮減水劑對水泥的適應(yīng)性，嘗試改變甚至更換減水劑品種，減水劑廠家也可考慮對減水劑進(jìn)行調(diào)整以適應(yīng)水泥。如果攪拌站拒絕調(diào)整減水劑品種，在水泥市場為買方市場的今天，水泥企業(yè)只能針對不同的攪拌站組織適應(yīng)不同的水泥，真的要發(fā)展到文獻(xiàn)6提出的生產(chǎn)模式:提倡多品種，少批量，多生產(chǎn)針對某一個具體環(huán)境下具體工程的專用水泥。果如是，且不說原料的選擇是否可行，單是原料和水泥儲存庫要建多少個?這在實際生產(chǎn)中切實可行嗎?

  （3）文獻(xiàn)7指出:水泥凈漿流動度與混凝土流變性能之間沒有可靠的相關(guān)關(guān)系;因此，水泥企業(yè)采用水泥凈漿流動度法作為控制與減水劑相容性的依據(jù)，留有與攪拌站實際使用的混凝土流變性能不一致從而產(chǎn)生爭議的空間。文獻(xiàn)8推薦采用Marsh筒法，這與文獻(xiàn)4的標(biāo)準(zhǔn)法一致，但與現(xiàn)實混凝土攪拌站使用的方法不一致，如果各用各的方法測就無法比較具體數(shù)據(jù)，結(jié)論也完全可能不一。比較好的做法是水泥企業(yè)和攪拌站都統(tǒng)一采用Marsh筒法。