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再說水泥生產和混凝土的匹配

2000 年筆者曾發(fā)表過關于水泥生產工藝的進步與混凝土性能的關系的意見[1]。近年來水泥生產者已對此頗為關注，是很好的現象。不過有些說法似有矯枉過正之嫌，因此再贅言幾句。1 關于鋁率水泥中C3A 過高，對混凝土所要求的低流動度經時損失、防止早期開裂以及抗腐蝕等耐久性能不利，已是共識。于是就有了提倡低鋁率( P) 之說。欲將其控制在0.9～1.1 范圍內。然而低鋁率可使熟料燒成范圍狹窄，容易引起熱工制度不穩(wěn)，產生飛砂料的可能性增大，在窯的“長徑比”較大而窯速不快的情況下還有結圈的危險；并且對煤質的要求很高。當今二次燃料的應用已是必然的形勢下，提高燃料品質也難。當然在條件合適時一定要用低鋁率也不是不可行，但并不適合大多數情況。因此水泥生產者應找出一個平衡點，既要降低C3A 含量，又要使窯能優(yōu)質、高產、低能耗和長期安全運轉。筆者認為，將C3A控制在≤8%就可以了。理由如下： 1) 在高硅率條件下，鋁率控制在通常的1.7 左右可以將C3A 控制于此值。而鋁率為1.7 可使液相在1 280℃大量生成，不致使過渡帶后移，而過渡帶后移恰恰是生成飛砂料的主要原因。 2)ASTMC989- 94a 關于細磨水淬礦渣的標準附錄X2 中：細磨礦粉(GGBS) 中Al2O3 的含量7%~8%時以50%的配比與I 型水泥( 含12%C3A) 混合可得與V 型水泥同樣的抗硫酸鹽侵蝕的效果。如GGBS中Al2O3 含量>18%，水泥中C3A 含量為8%~12%，GGBS 的摻量又<20%，反而對抗硫酸鹽性能不利。因此可以認為熟料中C3A 含量設在8%不算太高。既然一定量的混合材可以改善混凝土的性能已為大家所接受，摻有混合材后水泥中Al2O3 含量可以大幅度下降，那么就不必僅顧一端而使水泥廠的利益受損。所以應提倡將高爐礦渣分別粉磨，還有粉煤灰，以各種不同的配合，為用戶提供最適用的水泥，更有調節(jié)顆粒級配的作用。2 關于水泥的細度水泥生產是耗能大戶。經歷了近百年的努力，好不容易才將熟料熱耗降到3 000kJ/kg 以下，水泥電耗降到90kWh/t 以下。熟料中硅酸鹽礦物含量隨窯的規(guī)格日趨增大而越來越多，潛在的水硬性越來越高，就應該加以充分利用。也就是將水泥磨得細一點，充分發(fā)揮其強度，才對得起所耗的能源以及排放CO2 產生的溫室效應。否則豈非暴殄天物。那么如何給混凝土行業(yè)提供適用的水泥呢？辦法是有的：控制水泥顆粒級配，將其均勻性系數n 控制在1 左右。關于這方面喬齡山先生已有多篇文章發(fā)表，因此就不必贅言了?？萍嫉倪M步是符合“否定之否定”法則的。20 余年前還提倡球磨圈流系統，除降低能耗外，高n 值即較開流球磨同細度時強度高也是理由之一。如今不適用了。當然回過頭用開流球磨，電耗太大，得不償失。因此對于小規(guī)模的水泥廠選用輥壓機加開流球磨的系統是合理的。然而該系統比較復雜，廠房也高大，電耗比輥壓機或立輥磨終粉磨系統要高不少。而現在大型立輥磨終粉磨可以做到將n 控制在1.1?？梢哉J為，選用立輥磨，從電耗、性能和投資等各方面來看，是都能接受的平衡方案。控制了均勻性系數，可以減少需水量，但仍不能徹底解決早期裂紋問題。于是可采用喬齡山先生推薦的德國用少量磨得較粗的粒狀高爐礦渣粉(GGBS) 來調節(jié)過細顆粒的百分比以及n 值。當然，GGBS 粗了，同樣的摻量，強度尤其是早期強度會下降。也就是說對不同的工程應選用不同級別的水泥，當需要高強時就用細的GGBS。所以，舊話重提，水泥企業(yè)應設有配制廠，以適應不同的市場需要。3 向混凝土界進一言產生早期裂紋的原因，大部分不在水泥，要想想選用水泥的品種、級別是否恰當，施工方法和早期養(yǎng)護方法是否適應水泥工藝進步所帶來的變化。打個不太恰當的比方：現在電子產品琳瑯滿目，許多都用直流電，電廠發(fā)的是交流電，加個變流器就是了，不用要求電廠只許發(fā)直流不許發(fā)交流電。而且水泥廠以低成本生產性能穩(wěn)定的適用水泥，當對混凝土企業(yè)同樣有利，何樂而不為？雙方協商，共同努力，制造雙贏。萁豆同根生，相煎毋太急，如何？