浅析我厂普通硅酸盐水泥净浆结颗粒的原因

水泥 2010-07-05

　　1.问题的出现和特征分析
　　2004年3月，正值我厂水泥产销两旺时，有一用户反映我厂普通硅酸盐水泥在拌水后亲水现象不好，表面漂浮许多小颗粒，致使工地无法正常使用。对此情况，我们及时进行了调查，情况如下∶

　　⑴反映者为一高速公路工地，因地基下面土质松软，施工单位对地基作注浆处理，即用40%我厂普通水泥和60%水搅拌成净浆，通过高压泵顺着事先已打好的孔洞注入地下。在搅拌后，净浆表面漂浮着片状小颗粒，堵塞高压泵的孔眼，影响注浆。

　　⑵对其他混凝土施工的用户调查，未发现有此类问题。
　　为了证明此种现象是否偶然，我们在施工现场进行了取样，连同当时我厂生产水泥时使用的高炉矿渣和粉煤灰一起做了化学全分析，见表1。

表1 现场取样及矿渣、粉煤灰化学分析

名称	细度	Loss	SiO₂	Fe₂O₃	Al₂O₃	CaO	MgO	SO₃
水泥	5.6	2.6	23.72	4.56	5.30	56.37	2.54	2.40
矿渣	――	――	42.2	1.42	7.94	39.37	6.48	0.28
粉煤灰	20.0	1.10	60.8	5.2	24.67	2.44	1.28	――

　　从表1的分析结果表明，水泥及混合材的成分均正常，又用现场取回的水泥做胶砂强度试验，试验结果也无异常。

　　2.生产情况调查
　　针对这一问题，我们对生产情况作了详细调查，当时的水泥、入窑生料和熟料综合质量见表2和表3。

表2 水泥质量

名称

细度

SO₃

Loss

MgO

标准稠度

初凝

终凝

安定性

抗折强度

抗压强度

28d

水泥

4.8

2.62

2.76

3.60

27.0

4∶50

5∶30

合格

4.0

7.2

18.8

37.8

表3 生料、熟料综合质量

名称	化学成分%							率值
	Loss	SiO₂	Fe₂O₃	Al₂O₃	CaO	MgO	fCaO	KH	n	P
生料	40.5	11.34	2.49	3.88	36.52	2.05	――	0.92	1.78	1.56
熟料	0.96	19.4	4.26	6.75	62.23	3.83	2.31	0.91	1.76	1.58

　　以上结果表明，各项指标都未超出工艺控制范围，说明生产正常。

　　3.原因分析
　　从以上的化学分析和物理检验中未能发现异常因素，但为了分析造成这一情况的可能因素，我们从普通水泥的生产过程出发，就其相关因素进行了分析。

　　3.1对现场取样水泥作进一步分析
　　为了更好地分析原因，我们又把现场取样水泥的比重及水份进行了测定，该水泥比重为1.68，比周围工艺条件相近的水泥厂比重低约0.07；水份测定为0.8%。由此可以推断，水泥比重轻、水份大可能是造成水泥亲水性不好，结颗粒的原因所在。

　　3.2水泥细度的影响
　　我们用试验小磨对闭路生产的事故水泥进行二次粉磨后，在相同的条件下和水试验，发现经二次粉磨后的水泥净浆结粒大大下降，亲水性有较大的提高。故普通水泥粉磨时间愈长，细度愈细，细粒（≯30um）量愈多，对改善水泥净浆结粒现象越有利。

　　3.3温、湿度的影响
　　自然情况下，水泥含水量越大，温度越高，在进行净浆搅拌时，结颗粒现象愈严重。当水泥含水量及其温度下降到一定程度后，结颗粒现象可以减轻。

　　3.4混合材品种及掺量的影响
　　对事故水泥进行分析，当时粉煤灰掺量高达8%，矿渣掺量偏小为4%，周围工艺条件相近的水泥厂，粉煤灰掺入量不超过3%。粉煤灰掺入量大，造成净浆表面漂浮颗粒现象，同时也使水泥比重偏轻。对混合材掺量进行调整后，矿渣掺量达10%，粉煤灰掺量为2%，这一现象明显减小。

　　3.5熟料本身的影响
　　当时的出窑熟料冷却慢，存在局部粉化现象，大块料呈棕褐色。从熟料的配料看，熟料饱和比偏低，铝氧率高，配煤过多。又加上采用暗火煅烧，底火受力较大，液相量及液相粘度大，熟料易结大块。一方面风难以顺利穿过大块内部，造成内部呈还原状态，加之熟料冷却不好，造成熟料粉化。另一方面，因窑直径大（∮3.2m），窑内经常出现局部偏火现象，加重了还原气氛，最终使熟料变性，带上结颗粒潜性。

　　4.结论
　　我厂普通硅酸盐水泥这次结颗粒现象的主要原因是熟料在不合适的配比及不合理的煅烧条件下的一种变性，而混合材中粉煤灰掺入量过大，再加上水泥颗粒级配不合理和水泥含水量偏大等原因造成这一现象。只要合理调整配料方案，优化煅烧环境，调整混合材的掺入比例，就可避免此类问题。

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