隨著我國水泥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整， 新型干法窯生產(chǎn)線已逐步成為水泥生產(chǎn)工藝的主體。但由于各新型干法窯企業(yè)之間在設(shè)備選型、工藝配置及技術(shù)人員對質(zhì)量的認(rèn)識(shí)等方面（如無煙煤煅燒、分解爐爐型、生料磨及水泥磨工藝及設(shè)備選型、產(chǎn)質(zhì)量與消耗目標(biāo)等） 仍存在著差異， 各企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量亦參差不齊， 或性能上存在著較大的差距。在《優(yōu)質(zhì)水泥的評價(jià)》[1]一文中， 作者論述了對優(yōu)質(zhì)水泥性能的要求， 即標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量低； 良好及穩(wěn)定的外加劑相容性； 合理或較低的早期強(qiáng)度， 較高的后期和遠(yuǎn)齡期強(qiáng)度； 抗沖擊、耐磨性好； 低收縮性； 低水化熱。并從熟料礦物組成和水泥顆粒組成等方面提出了具體目標(biāo)。本文將結(jié)合作者對優(yōu)質(zhì)水泥的研究及在水泥生產(chǎn)實(shí)踐中的體會(huì)闡述優(yōu)質(zhì)水泥的生產(chǎn)技術(shù)。
３ 水泥顆粒分布及其它因素的影響
3.1 水泥的顆粒分布
水泥顆粒分布對性能的影響研究表明[3]：
①相同比表面積的同品種水泥， 顆粒分布越窄， 其堆積空隙率越大， 標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量越大， 凝結(jié)時(shí)間越長， 1d 膠砂強(qiáng)度越低， 且隨比表面積增大， 1d 膠砂強(qiáng)度增幅不大。
②相同比表面積的同品種水泥， 顆粒分布越窄， 其Marsh 曲線的飽和點(diǎn)越大， 對應(yīng)的Marsh 時(shí)間越長，即外加劑相容性越差。配制混凝土達(dá)到同等工作度時(shí)， 總水量及膠凝材料總量均要增大， 混凝土生產(chǎn)成本明顯提高， 收縮增大。水泥顆粒分布較寬時(shí)， 外加劑相容性較好， 隨比表面積增大飽和點(diǎn)增大， 但對應(yīng)的Marsh 時(shí)間變化不大； 水泥顆粒分布較窄時(shí)， 隨比表面積增大飽和點(diǎn)增大， 對應(yīng)的Marsh時(shí)間顯著延長。由此可見， 顆粒分布較寬的水泥， 堆積密度較大， 水泥漿體流動(dòng)性較好， 水泥比表面積增大時(shí)其流動(dòng)性變化不大。
優(yōu)化水泥的顆粒組成是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水泥必不可少的步驟。實(shí)現(xiàn)水泥顆粒分布優(yōu)化的技術(shù)措施有：
1）粉磨工藝流程的選擇及改進(jìn)優(yōu)質(zhì)水泥追求的是3～5μ以下的顆粒含量較小、顆粒分布較寬、堆積密度較大的顆粒組成。經(jīng)多家企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐及顆粒的檢驗(yàn)結(jié)果證明， 管理較好、粉磨效率較高的高細(xì)磨粉磨出的水泥顆粒組成能滿足上述要求， 水泥性能較好。而傳統(tǒng)的開流磨系統(tǒng)雖然水泥顆粒分布也較寬， 由于過粉磨較嚴(yán)重，3～5μｍ 以下的顆粒比例較多， 對外加劑相容性不利。閉路系統(tǒng)粉磨出的水泥由于過粉磨現(xiàn)象減少， 水泥的顆粒分布較窄， 堆積密度較小， 用 0－Sepa 等高效選粉機(jī)的閉路系統(tǒng)由于選粉效率高， 會(huì)使水泥顆粒分布更加集中。雖然它可以提高水泥的強(qiáng)度， 但對水泥其它性能不利[4]。在閉路磨系統(tǒng)上可通過改變選粉效率與循環(huán)負(fù)荷的關(guān)系在一定程度上來調(diào)整水泥的顆粒分布， 或利用粉磨物料易磨性的差異來調(diào)整顆粒分布， 但所得效果遠(yuǎn)不如高細(xì)磨的好。
2）比表面積與篩余的控制
由配制混凝土的綜合性能情況來看， 42.5 強(qiáng)度等級的水泥比表面積宜控制在360～380m2/kg,80μm 篩余宜控制在 1%～2%， 45μm篩余宜為 10%～16%。在相同比表面積條件下， 45μm 篩余過小， 則顆粒分布越集中， 水泥早期強(qiáng)度低， 標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量大， 流動(dòng)性差， 與外加劑相容性差， 凝結(jié)時(shí)間長， 干燥收縮大；45μm篩余過大， 則顆粒分布過于分散， 28d 強(qiáng)度較低， 流動(dòng)性經(jīng)時(shí)損失較大， 粉磨電耗高， 對資源是一種浪費(fèi)。
３．２ 石膏的品種與摻量
石膏在水泥中的作用不僅是調(diào)整凝結(jié)時(shí)間， 越來越多的研究表明， 石膏的品種與摻量對水泥的外加劑相容性、膠砂強(qiáng)度、收縮率都有顯著影響[5,6]。粉磨優(yōu)質(zhì)水泥時(shí)， 石膏的選擇應(yīng)注意：
①選擇結(jié)晶水含量較高（13%以上） 的優(yōu)質(zhì)石膏。這種石膏的溶解速度較快，對改善水泥的外加劑相容性有利， 同時(shí)可避免帶入過多的泥質(zhì)， 影響水泥的性能。
②在滿足凝結(jié)時(shí)間與強(qiáng)度性能的要求下， 適當(dāng)提高水泥中 S03 含量有利于改善水泥與外加劑的相容性， 減少流動(dòng)性能的經(jīng)時(shí)損失， 降低水泥凈漿或砂漿的收縮率。
③硬石膏、二水石膏和工業(yè)石膏對水泥性能有不同的影響， 應(yīng)根據(jù)水泥膠砂強(qiáng)度、外加劑相容性及生產(chǎn)成本等數(shù)據(jù)進(jìn)行評價(jià)。有研究表明， 陶瓷工業(yè)廢棄的石膏模作緩凝劑對水泥的外加劑相容性及強(qiáng)度均較有利[6]。
３．３ 混合材的品種與摻量
水泥的外加劑相容性與混合材自身的性能密切相關(guān)。需水量小， 又有利于改善水泥顆粒分布的混合材對改善水泥的外加劑相容性有利。燒黏土、燒頁巖及較低溫度燒成的煤渣雖然火山灰活性較高， 但其需水性很大， 顆粒表面電價(jià)高， 使水泥的外加劑相容性變差， 這類材料不宜作優(yōu)質(zhì)水泥的混合材。石灰石作混合材能促進(jìn)硅酸鹽礦物的水化， 自身需水量小， 且易磨性好， 有利于改善水泥的顆粒分布， 降低水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量， 改善水泥的外加劑相容性， 是優(yōu)質(zhì)水泥首選的混合材； 礦渣的化學(xué)活性高， 玻璃體含量多， 需水量小， 易磨性差， 摻入少量礦渣與熟料共同粉磨時(shí)對改善水泥顆粒組成、提高水泥膠砂 ２８ｄ 及遠(yuǎn)齡期強(qiáng)度、改善外加劑相容性均有利； 粉煤灰的品質(zhì)差異很大， 需水量大、燒失量高、活性差的粉煤灰應(yīng)慎用， 而優(yōu)質(zhì)的粉煤灰也是優(yōu)質(zhì)水泥較好的混合材。
４ 水泥的溫度
為改善水泥與外加劑的相容性， 降低混凝土拌合物的入模溫度， 減少混凝土的開裂， 在氣溫較高的季節(jié)， 應(yīng)控制出廠水泥溫度（＜６５℃）。生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水泥的企業(yè)應(yīng)增設(shè)水泥冷卻設(shè)備， 在夏季或使用單位有要求時(shí)（如高速公路）， 控制出廠水泥的溫度。
５ 結(jié)束語
生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水泥是混凝土技術(shù)發(fā)展與社會(huì)發(fā)展的需要。新型干法窯工藝從硬件方面為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水泥熟料創(chuàng)造了良好的條件， 水泥生產(chǎn)技術(shù)人員應(yīng)從混凝土綜合性能方面去認(rèn)識(shí)水泥的品質(zhì)， 掌握生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水泥的關(guān)鍵技術(shù)， 調(diào)整好各環(huán)節(jié)的工藝參數(shù)， 充分發(fā)揮生產(chǎn)設(shè)備的優(yōu)勢， 生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的水泥供給社會(huì)。本文衷心地希望我國水泥工業(yè)進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整的同時(shí)， 水泥的品質(zhì)也有長足的進(jìn)步與提高！
