冷水江市經(jīng)濟(jì)科技和信息化局 王立新
易磨性好的石灰石、火山灰質(zhì)等,其摻量范圍一般在8~25%不等。若水泥粉磨是球磨機(jī)系統(tǒng),對(duì)于P.C32.5R、42.5,P.O42.5、42.5R等常用的通用水泥細(xì)度控制指標(biāo),目前的現(xiàn)狀是:80um的篩余一般小于1~2.5%不等,45um的篩余一般小于9~15%不等,比表面積在330~380m2/kg。這個(gè)控制指標(biāo)結(jié)合公認(rèn)的硅酸鹽水泥最佳性能
(接上期)
實(shí)際的水泥生產(chǎn)過程中,不同等級(jí)的通用水泥允許摻有不同比例的混合材, 崔健等總結(jié)“我國(guó)水泥品質(zhì)與國(guó)際水泥平均品質(zhì)相比,具有熟料含量較少(約62%),混合材摻入量較多(約34%),強(qiáng)度較低的缺陷。我國(guó)水泥的等級(jí)結(jié)構(gòu)是32.5級(jí)占74%,42.5級(jí)占21%,52.5級(jí)占5%”18。由于混合材相對(duì)于熟料的易磨性不同,由于較熟料難磨的礦渣單獨(dú)粉磨成混凝土摻合料的普遍應(yīng)用、成本、水分高等原因礦渣與水泥熟料混合粉磨時(shí),礦渣量占比并不高,一般在5%左右(礦渣水泥除外)。對(duì)于大型水泥企業(yè)來(lái)說,混合粉磨中混合材用得較多的是價(jià)格便宜、貨源充足、顆粒級(jí)配來(lái)說,通用水泥中的熟料顆?!埃?um細(xì)顆粒不超過10%,<1um細(xì)顆粒最好沒有”應(yīng)該說是普遍情況。因?yàn)椋?um顆粒的主要成分應(yīng)該是易磨性好的石膏、石灰石、粉煤灰等材料,而微細(xì)的石灰石、粉煤灰顆粒這類材料的活性不用置疑較同粒徑的熟料弱很多。隨著混凝土生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步,在混凝土中配制礦粉、1~2級(jí)粉煤灰等微細(xì)摻合料占到混凝土中膠凝材料比例達(dá)15~40%不等,“使用量最大的C30普通混凝土中水泥熟料占比在0.5以下”9,從而水泥中“<3um細(xì)顆粒不超過10%,<1um細(xì)顆粒最好沒有”的熟料顆粒在配制混凝土?xí)r所用膠凝材料中的占比就更低了,從而對(duì)水泥、混凝土性能的不利影響或損害較大的小于1um的熟料微細(xì)顆粒也就很少。
張大康認(rèn)為“合理的水泥粒度分布應(yīng)該含有較少的3um以下的熟料顆粒,同時(shí)混凝土中應(yīng)含有足夠的3um以下混合材顆粒,使得熟料和混合材組成的水泥顆粒接近于Fuller曲線?!?9另依據(jù)胡如進(jìn)等總結(jié)的“水泥最佳性能級(jí)配與Fuller級(jí)配的比較表”13與張大康繪制的“水泥最佳性能RRSB曲線與Fuller曲線圖”15、16,在粒徑1um以下、2um以下、3um以下時(shí),水泥最佳性能級(jí)配比最有利于混凝土性能的Fuller級(jí)配(顆粒最緊密堆積級(jí)配)的顆粒含量分別低19%左右。似乎這兩種不同顆粒級(jí)配相差甚遠(yuǎn),存在一定矛盾。要注意是RRSB級(jí)配與Fuller級(jí)配所指對(duì)象和目的均不同,其級(jí)配存在較大差異是必然的,水泥最佳性能級(jí)配(RRSB級(jí)配)是指最利于水泥熟料顆粒水化速率與水化程度的級(jí)配,同樣大小的熟料顆粒用于混凝土中保持相同的外界條件時(shí)其水化速率與水化程度可假定為變化很小或變化可忽略不計(jì),它僅是混凝土中所用膠凝材料的一個(gè)組分。而Fuller級(jí)配適用于直接配制混凝土的所有膠凝材料的級(jí)配。如果盲目追求將水泥熟料與混合材混合粉磨工藝的水泥顆粒級(jí)配調(diào)控為靠近Fuller級(jí)配是不恰當(dāng)?shù)?。在這里要將張大康合理的水泥粒度分布觀點(diǎn)19中的“水泥”理解為配制混凝土的的膠凝材料(水泥+摻合料之和),“混合材”理解為混凝土中膠凝材料中來(lái)源于水泥中的混合材與混凝土配制過程中直接使用的摻合料等微細(xì)顆粒(其比表一般在420~450m2/kg左右,比水泥更細(xì)一些)之和。從而,混凝土中的膠凝材料接近顆粒Fuller曲線級(jí)配可以不與水泥混合粉磨時(shí)要求的熟料顆粒性能最佳級(jí)配相一致,可以通過除水泥之外的膠凝材料如摻合料或配制專用水泥等進(jìn)行優(yōu)化調(diào)控而達(dá)到配制混凝土的膠凝材料接近顆粒Fuller曲線級(jí)配。兩種不同級(jí)配不能相差較大的誤解就自然得到消除。
文獻(xiàn)指出“混凝土行業(yè)抱怨現(xiàn)在的水泥太細(xì),首先沒有區(qū)分熟料和混合材各自的粒度分布;其次也沒有明確指出哪個(gè)粒徑范圍的熟料顆粒偏多?!?5經(jīng)過上述剖析,目前我國(guó)生產(chǎn)通用水泥的細(xì)度、顆粒級(jí)配并非如某些人擔(dān)憂的細(xì)得不得了,對(duì)水泥混凝土性能影響較大的小于3um熟料微細(xì)顆粒并不多。唐鴻芳曾介紹所在公司生產(chǎn)“P.O42.5使用5~10%的濕礦渣,控制小于3um水泥顆粒在16%以內(nèi)時(shí),凈漿流動(dòng)度變化也不大”20,也能印證在熟料與難磨的礦渣混合粉磨時(shí)極易出現(xiàn)小于3um熟料微細(xì)顆粒較多的情況,但實(shí)踐中表現(xiàn)的是小于3um熟料微細(xì)顆粒并不多,且對(duì)水泥使用時(shí)的工作性能影響并不大這個(gè)事實(shí)。水泥企業(yè)可以根據(jù)各自的熟料與混合材的易磨性、生產(chǎn)工藝流程、裝備、強(qiáng)度等因素,在水泥細(xì)度80um的篩余一般小于1~2.5%不等,45um的篩余一般小于9~15%不等,比表面積在330~380m2/kg內(nèi),確定出滿足水泥使用者需求的水泥細(xì)度、顆粒級(jí)配。水泥使用者對(duì)符合上述范圍內(nèi)細(xì)度的通用水泥品種,不用過分擔(dān)憂對(duì)混凝土帶來(lái)太多不利影響。
水泥與減水劑之間的相容性影響因素眾多,存在相容性好壞的問題,有的商混站對(duì)水泥廠直接提出“按推薦摻量摻減水劑后水泥凈漿流動(dòng)度≥180mm,以滿足使用要求?!?1做為合同指標(biāo)來(lái)要求。
在使用水泥與減水劑時(shí),如果碰到兩者相容性不好。部分商混站等主張更換減水劑廠家,也有的主張更換水泥廠家或水泥品種。水泥生產(chǎn)廠家、減水劑生產(chǎn)廠家、商混站等三者之間往往為此出現(xiàn)互相質(zhì)量推諉、扯皮。如果水泥與減水劑的相容性問題不能得到解決,最終要么失去用戶,要么影響到施工工期、材料浪費(fèi)與工程質(zhì)量等。
相容性不好的水泥與外加劑,若分別拿去檢驗(yàn),各自都會(huì)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。這就反映了即使質(zhì)量單獨(dú)都合格的水泥與減水劑,它們?cè)谝黄鹋渲频幕炷涟韬臀锊⒉焕硐耄嗷ブg沒有普適的相容性,必然存在同一品種、等級(jí)與批次的水泥與不同廠家或不同品種、批次的高效減水劑相容性不同。或存在同一品種高效減水劑與不同廠家同一品種與等級(jí)的水泥,或同一水泥廠家不同品種、等級(jí)與批次的水泥相容性都不同。
由于水泥與減水劑之間的相容性影響因素眾多,大型水泥企業(yè)由于每天水泥生產(chǎn)量相當(dāng)大,一旦出現(xiàn)水泥與減水劑相容性較差的情況,若要等到水泥在使用過程中才發(fā)現(xiàn)相容性變差的問題,由此反饋信息才知道的話,就會(huì)給企業(yè)帶來(lái)較大的負(fù)面影響或經(jīng)濟(jì)損失。質(zhì)量管理的較高境界是預(yù)防,而不僅是水泥在市場(chǎng)里出了問題后如何去補(bǔ)救/挽救;為了在實(shí)踐中能及時(shí)發(fā)現(xiàn)或查明兩者不相容時(shí)的原因,或及時(shí)調(diào)整采取一些補(bǔ)救措施,使這種不相容能消除萌芽狀態(tài)或解決在水泥出廠前,是最經(jīng)濟(jì)的辦法。
首先,市場(chǎng)里減水劑生產(chǎn)廠家眾多,生產(chǎn)減水劑的品種、工藝、配方、合成與復(fù)配條件等均不相同。尤其是市場(chǎng)里用量較大的聚羧酸鹽類減水劑更是對(duì)不同的水泥選擇性相當(dāng)強(qiáng),但減水劑的生產(chǎn)工藝參數(shù)調(diào)整相對(duì)水泥生產(chǎn)更容易、靈活與便捷一些。水泥企業(yè)要總結(jié)摸索出某企業(yè)或某品牌、某型號(hào)的減水劑對(duì)自己生產(chǎn)的水泥適應(yīng)性好些,或主動(dòng)就近找減水劑廠家專門針對(duì)自己的常規(guī)水泥品種與等級(jí)開發(fā)出相應(yīng)的減水劑品種與型號(hào),當(dāng)市場(chǎng)里碰到水泥與減水劑不相容時(shí),可以及時(shí)排查原因,少走彎路,使問題盡快得到解決。市場(chǎng)里減水劑母液主要有兩大系列,一類是聚羧酸鹽類,一類是萘系,其性能差異比較大。
其次,要選用某兩種適應(yīng)好的減水劑做為自己主導(dǎo)產(chǎn)品的基準(zhǔn)減水劑(兩類不同類母液減水劑各一種),每日進(jìn)行水泥凈漿流動(dòng)度檢驗(yàn)。盡管《水泥企業(yè)質(zhì)量管理規(guī)程》中的過程質(zhì)量控制沒有對(duì)此做相關(guān)要求,以及水泥的凈漿流動(dòng)度與混凝土現(xiàn)場(chǎng)用同樣水泥不同原材料試配的混凝土坍落度之間的相關(guān)性不是非常緊密,但同一減水劑、其它原材料與不同批次的水泥試配的混凝土坍落度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系還是有規(guī)律可循。已有不少大型水泥企業(yè)為適應(yīng)市場(chǎng)需求建起了混凝土試驗(yàn)室,水泥企業(yè)即使做不到這一點(diǎn),對(duì)出廠水泥質(zhì)量的控制也至少應(yīng)結(jié)合本廠的實(shí)際情況,建立起出磨/出廠水泥凈漿流動(dòng)度檢測(cè)、控制目標(biāo)值與波動(dòng)范圍。在目前沒有更好的檢驗(yàn)方法提前判斷水泥使用時(shí)與減水劑的相容性好不好時(shí),水泥企業(yè)每日檢測(cè)水泥凈漿流動(dòng)度是及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、預(yù)防水泥到使用現(xiàn)場(chǎng)與減水劑相容性突然變化引起質(zhì)量糾紛的有效方法。
第三,定期與商混站等水泥使用者、合作伙伴基準(zhǔn)減水劑廠家交流溝通,水泥與減水劑實(shí)際配制混凝土?xí)r坍落度的情況,及時(shí)修正調(diào)整優(yōu)化減水劑質(zhì)量、水泥凈漿流動(dòng)度控制目標(biāo)值與波動(dòng)范圍。
總之,一旦出現(xiàn)水泥與減水劑相容性不好時(shí),影響因素很多,既可能有水泥質(zhì)量發(fā)生波動(dòng)屬水泥本身帶來(lái)的問題,當(dāng)然就要從工廠內(nèi)部查找原因找到解決辦法。但也可能是水泥質(zhì)量波動(dòng)之外的原因,只有把水泥生產(chǎn)企業(yè)、減水劑生產(chǎn)企業(yè)、使用水泥與減水劑的混凝土生產(chǎn)企業(yè)三者聯(lián)合起來(lái),形成一個(gè)整體來(lái)處理,站在全局的高度,才能減少施工過程中出現(xiàn)的此類質(zhì)量糾紛,減少互相推諉、抱怨、拆臺(tái)、扯皮等,才能使此類質(zhì)量糾紛得到妥善解決。包先誠(chéng)等曾介紹“SW公司為國(guó)家重點(diǎn)工程鄭西客運(yùn)專線提供低堿水泥時(shí),在混凝土試配期間,水泥與外加劑適應(yīng)性問題曾嚴(yán)重困擾了水泥生產(chǎn)者SW公司、施工單位、外加劑生產(chǎn)廠,但SW與蘇博特外加劑廠相互配合,通過三方的共同努力,圓滿地解決了這一問題,確保了工程的正常進(jìn)行?!?2
從水泥生產(chǎn)過程到用水泥制成混凝土成品是一條產(chǎn)業(yè)鏈,在這個(gè)鏈條里,隨著水泥企業(yè)大型化,如何不斷滿足市場(chǎng)里各類通用水泥用戶的不同需求,及減少質(zhì)量投訴、糾紛,是每一個(gè)大型通用水泥生產(chǎn)企業(yè)將傳統(tǒng)產(chǎn)品在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),立于不敗之地的前提條件。水泥企業(yè)既要加強(qiáng)企業(yè)自身的精細(xì)管理,也要尊重市場(chǎng)規(guī)律與科學(xué),實(shí)事求是的與用戶及混凝土外加劑等第三方保持溝通聯(lián)系,共同解決、滿足不同用戶的多樣化需求。
參考文獻(xiàn)
[1]楊文科,《關(guān)于我國(guó)水泥生產(chǎn)現(xiàn)狀和發(fā)展方向的思考》,[J],《水泥》2004(04):9-11
[2]肖忠明,《當(dāng)代高品質(zhì)水泥的特征和生產(chǎn)途徑》[J],《水泥》,2015(12):7-11
[3]廉慧珍,韓素芳,《現(xiàn)代混凝土需要什么樣的水泥》,[J],《水泥》2006(09):13-18
[4]吳中偉,《水泥基復(fù)合材料科學(xué)導(dǎo)論》,[M],科學(xué)出版社,1978:23
[5]張大康,《分別粉磨工藝的水泥性能》[J],《水泥》,2008(08):9-14
[6]姚燕,史才軍,閻培銘等,《水泥與混凝土研究進(jìn)展》[M],中國(guó)建材工業(yè)出版社,2016(10):4,122-127
[7]喬齡山,《硅酸鹽水泥的性能及其應(yīng)用》(二)[J],《水泥》,2006(02):1-8
[8]樊粵明,吳笑梅,《水泥高性能化》,[J],《水泥》2004(04):6-8
[9]丁美榮,《我國(guó)水泥工業(yè)今后應(yīng)大力發(fā)展特種水泥》,《中國(guó)建材報(bào)》,2014/8/14
[10]黃士元,《高性能混凝土發(fā)展的回顧與思考》,[J],《混凝土》,2003(07):3-9
[11]喇華璞,《再說水泥生產(chǎn)和混凝土的匹配》[J],《水泥》,2006(02):9
[1 2]包先誠(chéng),馮云,趙云中,《關(guān)于預(yù)拌混凝土所用水泥的看法》[J],《水泥》,2011(08):56-63
[13]胡如進(jìn),李琳,王善拔,《水泥顆粒級(jí)配的優(yōu)化》,[J],《水泥》2005(08):15-17
[14]趙東鎬,《適于配制高性能混凝土的硅酸鹽水泥及其膠凝材料的最佳顆粒級(jí)配》,[J],《水泥》2007(03):1-5
[15]張大康,《按照混凝土性能要求制訂水泥質(zhì)量目標(biāo)》,[J],《水泥》,2009(10):23-28
[16]張大康,《水泥分組分最佳粒度分布探討》[J],《水泥》,2008(06):24-28
[17]盧迪芬,陳森鳳,吳建其,《水泥熟料與第二組分混合粉磨特性研究》,[J],《水泥》,2000(12):1-3
[18]崔健,張慶華,戴平等《2016年中國(guó)水泥質(zhì)量分析報(bào)告》,[J],《中國(guó)水泥》2017(03):14-17
[19]張大康,汪瀾,《高性能水泥研究的回顧與思考》,[J],《水泥工程》2008(05):1-5
[20]唐鴻芳,徐斌,《改善水泥與外加劑相容性的措施》[J],《水泥》,2012(09):9-11
[21]周群,周堂貴,《高性能混凝土對(duì)水泥品質(zhì)特征的要求》[J],《水泥》,2006(10):12-14
[22]包先誠(chéng),馮云,趙云中,《與水泥質(zhì)量相關(guān)的投訴及處理方法》[J],《水泥》,2007(11):10-15