摘 要：当下水泥价格一跌再跌，降低水泥成本成为企业生存的首要任务。降低熟料配合比可大幅度降低水泥制造成本。本文介绍可以通过选择高强度熟料、选择优质的增强型助磨剂、提高水泥中3～30μm颗粒含量和改善水泥颗粒形状、掺加外矿粉和选择合适石膏及提高化验室检测检验数据准确性来降低水泥中熟料比例以降低水泥成本等技术途径。

关键词：水泥熟料；助磨剂；石膏；矿粉；强度；颗粒形状

0 引言

众所周知，熟料在通用硅酸盐水泥生产中成本占比最大。欲降低水泥生产成本，降低熟料在水泥中的比例成为一项首选措施。而降低水泥中熟料比例必须以保证水泥质量为前提，否则，以牺牲质量为代价的降低熟料配比，轻者得罪用户，重则触犯水泥标准红线而产生不合格品，这些是绝对不许可的。笔者结合多年在水泥行业工作的的经验和向同行学习的心得，介绍几种技术途径，以供同行参考。

01 选择高强度的熟料

显而易见，选择高强度的熟料，可以在相同的生产条件下制造出更高强度的水泥。这样，在保证水泥强度稳定不变的情况下，就可以降低水泥中水泥配比。我们分别选择三家公司生产的熟料，质量数据详见表1。

按照实际生产P·O42.5水泥配比分别进行小磨试验。试验方案与小磨试验结果见表2。

表1 熟料质量结果情况表

表2 不同公司熟料进行P·O42.5小磨试验对比统计

从表1中可以看出熟料矿物成分和强度A公司最好，其次是B公司，最差是C公司。

从表2中可以看出，在相同熟料掺量且比表面积基本相同的的情况下，用A公司熟料进行小磨试验，生产P·O42.5水泥抗压强度高。反之，如果采用C公司熟料生产P·O42.5水泥，欲达到同样的水泥强度，熟料配比要增加3%～5%。我们在生产水泥时，应尽量选取性能稳定强度高的熟料。当熟料抗压强度高时，生产的水泥抗压强度高，这样在保证水泥质量前提下可以适当地降低熟料掺量，降低生产成本。

02 选择优质的增强型助磨剂

助磨剂一般分为提产型、增强型和复合型，型式不同，效果各异。为了提高水泥强度，降低熟料掺加量，我们分别选择三家公司8%的助磨剂，以同一质量的熟料按照实际生产P·O42.5水泥配比分别进行大磨试验。试验方案与大磨试验结果见表3。

表3 不同公司助磨剂进行P·O42.5大磨试验对比统计

从表3中可以看出，在同配比情况下，用B公司大磨试验生产的P·O42.5水泥抗压强度最高，其次是A公司，最差的是C公司。选择B公司的助磨剂，生产的水泥强度高。在保证水泥质量下用优质的助磨剂，可以适当地降低熟料掺加量，并保证水泥富裕强度值。

03 提高水泥中3～30μm颗粒含量和改善水泥颗粒形状

众所周知：水泥颗粒中1μm及其以下颗粒含量遇水即水化，对水泥强度没有贡献。1～3μm颗粒含量决定水泥3d强度，3～30μm颗粒含量决定水泥28d抗压强度，通常是越多越好。＞60μm以上颗粒活性很小，越少越好。因此，通过对水泥磨粉磨工艺进行改造，增加水泥中3～30μm颗粒含量，就可以提高水泥强度。在保持水泥强度不变的情况下，则可以料降低熟配比降低生产成本。

文献1介绍，A公司原采用一台HFCG140×65辊压机配打散分级机带三台Ф3m×11m水泥(每台均配Ф6m旋风式选粉机)。通过对该系统进行改造：将打散分机板缝宽由8mm改为6mm，以降低入磨物料粒度；去掉选粉机，改闭路为开路高细磨；重新设定三仓水泥磨各仓长度；在球磨机一、二仓之间安装带内筛板(缝宽2mm)；用作水泥磨各仓筛析曲线方法调整磨机研磨体级配；用助磨剂解决包球包锻问题等一系列技术措施。经过上述改造，取得效果是：改造前30μm以下颗粒含量54.93%，60μm以上颗粒含量21.98%；

改造后30μm以下颗粒含量92.91%，60μm以上颗粒含量2.30%。3d抗压强度平均提高3MPa。在维持水泥3d抗压强度不变情况下，水泥多掺粉煤灰5%。也就是说熟料配比降低5%。

除了提高水泥3～30μm颗粒含量，在此基础上改善水泥颗粒形状，使水泥颗粒形状趋向球型，也能提高水泥强度。

文献2介绍：如果在改善水泥颗粒形状上有所作为，则在同样水泥同样颗粒分布的情况下还可以提高水泥强度。如果重视对传统球磨机粉磨水泥颗粒形状的改善，生产相近比表面积的水泥强度可提高10%～20%；相近粒度分布的水泥强度可提高10%～15%。

文献3用试验证明，在相同胶砂流动度下，水泥颗粒形貌改善后，无论早期还是后期强度，都比一般水泥提高20%以上。

04 掺加矿渣超微粉提高水泥强度

在水泥中掺加矿渣超微粉(简称矿粉)可以显著提高水泥的28d抗压强度。因此，在水泥3d抗压强度较高时，可以适当掺加矿粉提高28d水泥强度。在保证掺和不掺矿粉水泥强度基本一致时，就可以降低熟料掺加量。我们选择28d活性指数105%的矿粉，外掺不同比例进行小磨试验，见表4。

表4 固定小磨水泥配比，外掺不同比例矿粉对水泥强度的影响情况表

从表4可以看出，一定量矿粉的掺入，对水泥的抗压强度有明显的改善作用，虽然早期(3d)强度略有下降，但是后期(28d)强度得到明显增加。在5%和10%的矿粉掺入量时，28d抗压强度分别增长3.3MPa和6.0MPa。矿粉掺加量越大，28d抗压强度提高越显著，同时水泥3d抗压强大的降低幅度不大。这样在矿粉和水泥有一定差价的情况下，多掺矿粉就降低了熟料配比，可以增加企业的经济效益。

05 选择合适的石膏，降低熟料的掺入量

石膏种类和品位的不同会因其杂质存在而影响水泥强度。为了探寻石膏种类和水泥强度的关系，我们取同一批熟料，称取共20kg，混匀、缩分为三部分。称取熟料5000g，采用SO₃品位相近的二水石膏、脱硫石膏和磷石膏220g(SO₃含量见表5)。在保持SO₃基本相同的情况下，按照GB T21372-2008标准分别进行水泥熟料物理性能小磨试验，对强度的影响具体情况见表6。

表5 不同品种石膏化学分析情况表

表6 不同品种石膏小磨试验对水泥强度的影响情况表

从表6中实验对比研究发现：掺加二水石膏对熟料水泥强度效果最好，脱硫石膏强度略有降低，磷石膏对水泥强度影响较大，下降比较明显。因此，可以选择用二水石膏进行水泥生产时，在保证水泥质量下可以适当地降低熟料的掺量。

06 搞好化验室建设，增加检测数据准确性

强度是水泥企业熟料及水泥重要的物理检测项目之，也是衡量其质量好坏的关键性指标。水泥强度检测结果的准确与否，不但会间接地影响水泥生产成本，还会直接影响水泥企业以及下游施工方的质量管控。为了更好地提高水泥强度检验准确性，公司从人员培训、试验仪器和环境条件等方面进行管理。一是注重加强人员的培训，使其正确理解和掌握标准、熟练掌握仪器设备的探作流程和手法、提高其操作水平；二是强化环境条件的控制，配备必要的温度、湿度控制装置，确保试验室温度、湿度达到标准要求；三是加强仪器设备的管理，做好所有的仪器设备定期进行检定或校验。特别是抗压夹具对水泥强度的影响，随着夹具使用时间的延长，夹具上下压板出现磨损，与标准夹具相比，破型出的水泥强度偏低。抗压夹具的磨损时长对水泥强度的影响见表7。

从表7中可以看出，抗压夹具对水泥强度的影响随着使用时间、磨损情况的变化，水泥强度检测误差较大，结果明显偏低。为了消除这种磨损对强度检测结果的影响，我公司专购了标准夹具，规定没破型500组强度试块就用标准夹具和在用夹具进行比对试验，发现相对误差超出2%时就及时更换在用夹具。对新购夹具也要和标准夹具进行比对，确认其和标准夹具检测结果相对误差在1%以下时才予以使用。

通过以上管理，提升我公司水泥检验水平，近几年连续在全国水泥品质大对比中分别取得全优奖、特等奖的成绩。准确的检验数据，更好地指导水泥的生产和使用提高水泥的经济价值。

表7 抗压夹具的磨损时长对水泥强度的影响

07 结束语

通过以上试验分析得出：选择优质的熟料、助剂和合适的石膏，能明显地提高水泥的强度。增加水泥中3～30μm颗粒含量，掺加矿渣超微粉提高水泥强度，可以提高水泥强度。加强化验室标准化建设，强化检验过程的管理，保证强度检验数据的准确性，可以更好地指导生产和使用，避免因检验数据虚低造成生产成本的浪费。

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作者：殷婷娟
单位：安徽皖维高新材料股份有限公司