水泥标准稠度用水量偏高的原因分析解决措施

贾兆义（尧柏特种水泥集团有限公司，陕西 西安 710100）

0 前言

当前不同厂家同一品种水泥实物质量趋于同质化条件下，用户对水泥使用性能的需求明显提升，尤其是水泥与混凝土外加剂相容性，越来越受到水泥企业及混凝土工程技术人员的广泛关注。因此，降低水泥标准稠度用水量，提高水泥与混凝土外加剂的相容性成为水泥企业迫切需要解决的问题。

YB集团新疆南疆区域HT公司与LX公司出窑熟料标准稠度用水量相差不大，但两家公司P·O42.5水泥标准稠度用水量差异较大，HT公司比LX公司P·O42.5水泥标准稠度平均偏高2.50%左右。本文主要从两家公司出窑熟料、使用混合材风积沙、石灰石及粉煤灰的标准稠度用水量和水泥粉磨的比表面积、细度和粉磨工艺等方面进行对比分析，通过采取相应的改进措施，降低P·O42.5水泥标准稠度用水量，增强了水泥与混凝土外加剂相容性，进而用户拌制混凝土和易性显著改善，得到用户普遍认可，提高了产品市场竞争力。

1 原因分析

1.1 熟料及水泥标准稠度

1.1.1 熟料的标准稠度

HT公司与LX公司生料配料均为石灰石、白砂及铁矿石三组份配料，2018年出窑熟料标准稠度对比情况见表1。

从表1中2018年熟料标准稠度对比可见，两家公司出窑熟料标准稠度在23.2%～23.8%范围，HT公司熟料标准稠度平均普遍低于LX公司，且3～11月平均低0.57%。

1.1.2 水泥的标准稠度

HT公司与LX公司2018年P·O42.5出厂水泥标准稠度对比情况，见表2。

从表2中2018年P·O42.5出厂水泥标准稠度对比可见，HT公司P·O42.5出厂水泥月标准稠度平均普遍高于LX公司，3～11月标准稠度平均高2.50%。可见HT公司与LX公司P·O42.5出厂水泥相比标稠用水量比要大，性能相对较差。

通过表1、2对比分析，HT公司比LX公司熟料标准稠度年平均低0.57%，P·O42.5出厂水泥标准稠度反而高出2.5%，且两家公司9月份P·O42.5水泥标准稠度差值达3.1%。可见HT公司P·O42.5出厂水泥标准稠度较高原因并非熟料标准稠度性能因素导致。

表1 2018年出窑熟料标准稠度对比

表2 2018年P·O42.5水泥标准稠度对比

1.2 不同混合材水泥稠度试验对比

1.2.1 混合材风积沙

HT公司与LX公司水泥混合材均为石灰石、风积沙及粉煤灰，取两家公司风积沙，采用HT公司P·O42.5水泥工业大磨生产配比，熟料及石膏掺量（控制SO3含量）不变，使用等量风积沙替代其他混合材，控制熟料风积沙水泥比表面积355±5 m2/kg范围，风积沙标准稠度小磨试验对比情况见表3。

表3 掺用风积沙水泥标准稠度小磨对比试验

从表3中掺用风积沙水泥标准稠度小磨对比试验可以看出，HT公司较LX公司风积沙标准稠度偏低约0.6%。由此表明HT公司混合材风积沙也不是P·O42.5出厂水泥标准稠度偏高的原因。

1.2.2 混合材石灰石及粉煤灰

从表4中水泥混合材石灰石、粉煤灰水泥标准稠度小磨对比试验可以看出，石灰石及粉煤灰也不是P·O42.5出厂水泥标准稠度偏高的原因。

表4 掺用石灰石及粉煤灰水泥标准稠度小磨对比试验

从不同混合材的水泥小磨试验结果显示，粉煤灰对水泥需水量的影响最小，其次是石灰石，对比关系是：风积沙＞石灰石＞粉煤灰。

1.3 水泥比表面积及细度

2018年HT公司及LX公司P·O42.5水泥比表面积及细度对比情况见表5、6。

从表5可以看出，3月～11月HT公司与LX公司P·O42.5水泥比表面积平均较接近，分别为371m2/kg、378 m2/kg，但LX公司水泥比表面积波动较大（351m2/kg～408m2/kg），HT公司水泥比表面积相对稳定（362m2/kg～378m2/kg）；从表6可以看出，HT公司与LX公司P·O42.5细度差异较大，HT公司细度平均为3.2%，LX公司细度平均为12.3%。由此可见HT公司P·O42.5水泥颗粒筛余较细是P.O42.5水泥标准稠度偏高主要因素之一。

1.4 水泥粉磨工艺

鉴于两家公司出窑熟料、水泥混合材并非影响水泥标准稠度用水量关键性因素。进一步从两家公司粉磨工艺对比，LX公司水泥磨的规格型号Ф3.2 m×13m、Ф3.0m×11m两台球磨机，HT公司水泥磨的规格型号为TRM4541立磨，详细配置见表7。

由表7磨机粉磨工艺配置可知，HT公司水泥粉磨工艺为立磨磨机，LX公司粉磨工艺为球磨机开路系统，两家公司的粉磨工艺完全不同。众所周知，立磨粉磨系统磨制水泥完全靠挤压生成，一方面水泥颗粒级配较差，另一方面立磨磨机和球磨粉磨水泥的颗粒形貌相差也大，从水泥颗粒形貌上球磨机磨制水泥颗粒球形度要大些，相应水泥颗粒粒度圆粗，而立磨磨制水泥颗粒球形度小，水泥颗粒粒度偏细。由此可见HT公司P·O42.5水泥颗粒形貌及颗粒分布是P·O42.5出厂水泥标准稠度偏高又一主要因素。

表5 P·O42.5水泥比表面积对比 m2/kg

表6 P·O42.5水泥细度对比 %

表7 LX、HT公司磨机粉磨工艺

2 解决措施

由上述对比分析可见，HT公司P·O42.5水泥标准稠度偏高的主要原因一是HT公司粉磨P·O42.5水泥细度控制偏细；二是水泥颗粒细度分布范围过于集中，水泥立磨粉磨工艺水泥颗粒粒度不够圆粗，致使水泥水化速度相对较快。因此，降低P·O42.5水泥措施如下：

（1）水泥配料优化。在确保熟料质量性能稳定前提下，增加粉煤灰与风积沙、石灰石作为水泥混合材配料，调整后的配料方案是熟料82%～83%，粉煤灰3%～4%，风积沙石5%～7%，石灰石3%～5%，脱硫石膏4.5%～5%。

（2）水泥生产指标调整控制。控制P·O42.5水泥比表面积360±15m2/kg，控制并提高出磨P·O42.5水泥的细度8%～10%范围，w（SO3）含量（2.8±0.2）%范围。

（3）水泥粉磨工艺改进。从立磨粉磨工艺上优化水泥磨中控操作参数，改变原水泥磨操作思路，模拟开路磨的操作流程，拓宽水泥颗粒级配分布。通过水泥磨工艺相应改进，对选粉机内部进行调整，在不影响选粉效率的前提下，对水泥磨细粉仓的研磨体级配进行优化，封堵部分活化衬板间隙，提高水泥磨的研磨效率，从而大幅降低了水泥磨的循环负荷率及改善了磨内通风。进而通过控制立磨磨机出口水泥选粉效率，降低循环负荷，起到“少选多磨”目的，放宽成品水泥的颗粒级配范围。

（4）水泥磨调整前后水泥颗粒级配变化。由表8水泥颗粒级配对比看，调整后粗颗粒明显增多，水泥颗粒粒径分布范围放宽，水泥3～32μm之间的颗粒减少1.7%，32μm以上颗粒增加5.6%，45μm以上颗粒增加3.3%，65μm以上颗粒增加了0.4%，水泥平均粒径增加了5.3μm，水泥的颗粒级配更趋于合理。

通过上述改进措施，HT公司P·O42.5出磨水泥在比表面积基本不变的情况下0.045 mm筛筛余大幅提高，水泥标准稠度用水量降低1.5%。改进前后控制指标及标稠用水量情况见表9。

3 结语

表8 水泥磨调整前后水泥颗粒级配对比

表9 出磨水泥调整前后控制指标及标稠用水量情况

在水泥实物质量基本稳定前提下，通过对水泥配料方案的优化、水泥生产的细度指标调整和粉磨工艺过程的改进，HT公司P·O42.5水泥标准稠度用水量大幅降低，由调整前28.3%下降到调整后26.8%，水泥与混凝土外加剂的相容性显著增强，用户拌制混凝土和易性改善，得到用户普遍认可，进而提高了产品的市场竞争力。