摘 要：夏季商品混凝土搅拌站客户反映，使用P·O42.5水泥生产的混凝土塌损大、凝结时间偏短，影响运输较远距离工地混凝土的泵送和施工。经分析认为主要原因是出厂水泥温度偏高和凝结时间偏短。根据工厂实际情况，经试验和试生产，找到既有效又增加成本不多的方法，实施生产，效果良好。

关键词：水泥使用性能；混凝土；塌落度；凝结时间；泵送

0 引言

我公司拥有Ф3.5 m×56m新型干法旋窑生产线一条、Ф3.2m×13m辊压打散联合水泥粉磨开路生产线两条。生产的水泥市场一直反映质量稳定，与混凝土减水剂适应性良好。但近两年每到夏季，商品混凝土搅拌站反映使用P·O42.5水泥生产的混凝土塌损大、凝结时间偏短，影响运输较远距离工地混凝土的泵送和施工，经减水剂厂家对减水剂配方调整、商混站对减水剂掺量调整，问题有所改善，但客户还是希望水泥生产企业对水泥使用性能进行改善。针对这一问题，我公司于2021年7月成立攻关小组，从降低出厂水泥温度，夏季适当延长水泥凝结时间两方面入手，改善水泥使用性能，效果明显，达到用户的要求。

1 原因查找

对散装水泥出厂温度进行跟踪测试，发现夏季达到90～95℃，其它季节在70～90℃。P·O42.5水泥凝结时间与市场品牌水泥相比短10～50min，见表1。经对比分析认为，造成我公司P·O42.5散装水泥夏季使用性能不好的原因为出厂水泥温度偏高和凝结时间偏短。夏天商品混凝土搅拌站混凝土塌损大主要是气温高，所用原材料包括水的温度上升，水泥拌和后化学反应速度加快，导致混凝土塌损增大，而出厂水泥温度偏高和凝结时间偏短更加剧了混凝土塌损增大。

2 拟定措施，试验和试生产

根据以上查找的影响因素，拟延长P·O42.5水泥凝结时间40min，降低散装出厂水泥温度20℃夏季控制散装水泥出厂温度不超过75℃。

2.1 延长水泥凝结时间

2.1.1 调整熟料率值

熟料矿物组成中，按水化速率大小排列为：C₃A>C₄AF>C₃S>C₂S。熟料的凝结时间主要取决于C₃A和C₃S的量，而熟料C₃S对熟料强度影响较大，不可能为了延长熟料凝结时间而降低C₃S的量。为延长熟料凝结时间，我们围绕熟料C₃A的含量进行调整调整前后熟料化学成分、三率值和矿物组成对比见表2，调整前后熟料强度、凝结时间、旋窑台时产量和P·O42.5水泥凝结时间对比见表3。

熟料C₃A含量由7.62%分别降低到7.02%和6.41%时，熟料初凝时间分别延长了5min和 20min P·O42.5水泥初凝时间分别延长了15min和39min。熟料C3A含量降低到6.41%时，P·O42.5水泥凝结时间达到了目标，但由于熟料IM值的下降，熟料易烧性发生较大变化，熟料煅烧较困难，熟料f-Ca0上升，C₃S下降，熟料28d抗压强度下降了1.8MPa，旋窑台时产量也下降了4.4t/h。因此通过降低熟料C₃A含量来延长水泥凝结时间的方法不可取。

2.1.2使用缓凝剂    

我公司生产公路路基水稳层用缓凝水泥，要求水泥终凝时间在360min以上，使用SMT公司型号SMT-8100HN的缓凝剂，掺量为0.1%。为了适当延长P·O42.5水泥凝结时间，拟掺加SMT公司型号SMT-8100HN的缓凝剂，不同掺量滴加试验结果及对成本的影响见表4。掺量0.04%，可以达到延长40min凝结时间的效果，但生产成本会上升1.74元/t水泥。

2.1.3调整石膏品种

我公司现用的石膏是吉安华能电厂脱硫石膏，选用另一家GZ电厂脱硫石膏及掺加一定量的磷石膏替代部分脱硫石膏对比试验，试验结果见表5，石膏化学成分和到厂价格见表6。从表5可以看出，采用GZ电厂脱硫石膏和以0.5%的磷石膏替代部分吉安华能电厂脱硫石膏都能达到延长P·O42.5水泥凝结时间40 min的目标。但从吨水泥石膏成本对比，采用GZ电厂脱硫石膏其成本需上升2.5元/t，以0.5%的磷石膏替代部分吉安华能电厂脱硫石膏其成本只需上升0.22元/t。

2.2 降低出厂水泥温度

(1)为了提高旋窑余热发电量，我公司之前对旋窑篦冷机用风进行了改造，由用冷风改使用窑头收尘后进烟囱的热风，但夏天出窑熟料温度有所上升，为了降低出窑熟料温度，夏天将篦冷机冷风闸部分打开，使用部分冷风。改造原第三代篦冷机，更换阶梯固定篦板梁及篦板;更换篦冷机一段和二段所有篦板、边护板，同时对一段篦板出风口结构调整增加出风口面积;更换活动充气梁供风结构，以保证不漏风;更换篦冷机一段所有风机出风管，减小阻力，充分发挥风机性能。通过采取以上两方面的措施，出窑熟料温度由原来的150℃下降到现在的130 ℃。    

(2)我公司水泥磨为开路粉磨，相比闭路粉磨或粉磨站熟料经运输有降温作用来说，出磨水泥温度要高20 ℃左右。之前出磨水泥温度夏天在120℃左右，冬天在110 ℃左右。为降低出磨水泥温度，在入磨熟料皮带上喷雾化水降温，注意控制喷水量，以免由于入磨水分过大，造成水泥强度下降"，每班增加检测出磨水泥水分1次，控制出磨水泥水分在0.2%以下为宜。经在入磨熟料上喷雾化水降温后，出磨水泥温度下降了5℃。

(3)水泥多倒一次库降温。我公司出磨水泥入水泥库后，经库底输送入提升机再倒入散装库发散。为了降低出厂水泥温度，进行技改，改进前后生产流程详见图1，在倒库提升机下料溜槽后增加一台空气输送斜槽，再倒一次库。经两次倒库，比原来一次倒库的水泥温度多降温8℃。

(4)规范水泥出入库管理，杜绝直进直出，最大限度增加水泥在库内存放时间。    

3 生产控制调整和效果

拟定改善水泥使用性的措施：以0.5%的磷石膏替代吉安华能电厂脱硫石膏延长水泥凝结时间，对篦冷机改造并操作篦冷机使用部分冷风、在入磨熟料上喷雾化水、出磨水泥多倒一次库降低水泥出厂温度。经过三个月的生产，效果明显，实施改善措施前后P·O42.5水泥理化指标和出厂水泥温度对比见表7，出厂P·O42.5散装水泥凝结时间延长了40min，温度在75℃以下，客户反映没有再出现过混凝土塌损大、凝结时间偏快的现象，效果良好。    

4 结语

夏季商品混凝土搅拌站客户反映使用P·O42.5水泥生产的混凝土塌损大、凝结时间偏短，影响运输较远距离工地混凝土的泵送和施工。经分析认为主要原因是出厂水泥温度偏高和凝结时间偏短。根据工厂实际情况，经试验和试生产，找到既有效又增加成本不多的方法，实施生产，问题得到解决。  

作者：胡振庆

单位：江西泰和南方水泥有限公司

来源：水泥生产技术公众号