随着社会经济的发展和进步以及高层建筑、高速公路、高速铁路、机场、地铁等重点工程的建设使得建筑工程对质量的要求越来越高，混凝土工程设计标号的提高，同时也促进了水泥质量的提高，近年来 P.O52.5R 强度等级水泥市场需求旺盛。由于 P.O52.5R 以上水泥基本用于重点工程中混凝土设计标号 C55 或 C60 以上的混凝土工程中，对水泥的实物质量、富裕强度、均匀性、外加剂适应性等要求较高，目前陕西省能够批量生产和供应 P.O52.5R 以上级别水泥的企业只有个别的几个大型水泥企业，笔者所在的声威公司在 2005 年即预感到市场的需求，将 P.O52.5R 水泥生产作为 2005 年的 QC 项目进行，并于 2005 年底实现了批量生产。现在声威公司 P.O52.5R 水泥的市场供应量已占到该等级别水泥的一半以上。现将 QC 项目试验过程及、试生产和生产情况作 一总结与大家共同探讨。
1.工艺装备及原材料 1.1 工艺装备
生料系统：Φ 4.6×10m ﹢ 3.5m 中卸烘干磨— TLS3100 选粉机
烧成系统：双列五级悬浮预热器— TDF 炉—Φ 4.0×60m 窑— TC-1164 蓖冷机
制成系统： RPV120-80 辊压机—Φ 4.2× 13.0m 磨— Osepa-N3000 选粉机
1.2 熟料及混合材 试验期间熟料物理性能 表 1
熟料及混合材化学成分 表 2
2. 试验方法 2. 1 、试验 1 （前期试验）
前期试验是根据生产 P.O42.5R 水泥生产数据和经验所进行试生产，从表 1 及统计数据可以看出我公司熟料抗压强度基本稳定在 3d ： 31 — 35Mpa ， 28d ： 52 — 55 Mpa ，在 6 月份在试生产（前期试验） PO52.5R 水泥时，正常生产 P.O42.5R 水泥时加入 8% 的混合材，石灰石 3%+ 粉煤灰 5% ，比表面积控制 350 ± 10 ㎡ / ㎏，出磨水泥抗压强度： 3d ： 29 — 32MPa ， 28d ： 50 — 53MPa ，以此为基础，确定试生产（前期试验） PO52.5R 水泥的控制指标：比表面积 380 ± 10 ㎡ / ㎏，混合材 0 — 6% ，试生产的数据见表 3 。可以看出按此指标试生产的水泥， 3d 、 28d 各项指标均达到 PO52.5R 水泥国家标准要求， 28d 富裕强度也能达到要求，但离企业标准（见表 3 ）尚有不小差距，为稳定达到企标要求就必须减少混合材掺量或者再提高粉磨的比表面积，这是十分困难的，在比表面积到达 370 ㎡ / ㎏以上时，磨机台时产量明显下降，最低时只有 62t （ PO42.5R 台时 120t ），为了提高比表面积中控操作时选粉机转速提高到 1050 — 1100r/min ，风量减少 10% ，磨尾负压减至 4500pa, 循环负荷率达到 300 — 330% ，此时磨头冒灰严重，磨机瓦温升高达到 75 ℃以上，并因此造成磨机跳停，因此如按上述控制指标进行生产，必然会严重影响企业经济效益和设备的安全运行，为此必须另辟蹊径。
试验 1 （前期试验）结果 表 3
2.2 、试验 2 （助磨剂小磨试验及后续试验） 2.2.1 、助磨剂小磨试验
为了解决试验 1 （前期试验）中的问题，我们考虑在粉磨作业中选择掺加适当的助磨剂，根据调查选择了两个公司的产品进行了小磨试验数据见表 4 。
助磨剂小磨试验结果 表 4
小磨试验结果分析 （ 1 ）强度及强度增长率变化：根据表 1 可以看出我公司熟料前期强度高后期强度增长率低（ 65 — 70% ），生产 PO52.5R 水泥提高比表面积后这种趋势更加明显，但在掺加助磨剂后情况发生了变化，根据表 4 的试验结果，对两公司的产品作一比较，掺加 S 公司的产品的水泥 3d 抗压强度虽高于掺加 G 公司 CBA 产品的水泥，但 28d 抗压强度却远低于掺加 G 公司产品的水泥，因此掺加 G 公司产品的水泥虽然 3 天强度增长不高甚至会有所降低，但 28 天强度值和增长率都较高，正好弥补了这种缺点。
（ 2 ）成本分析，两种助磨剂的使用成本分析见表 5 ， G 公司的 CBA 虽然单价较高但吨水泥成本要低的多，因此，我们选择了 G 公司的 CBA 进行了后续的强度试验。
表 5 ：助磨剂成本比较
2.2. 2 、后续强度试验 后续的强度试验的目的是为了确定 CBA1104 的合理掺入量。
试验方法：助磨剂按比例兑入试验用水中，按 ISO 法成型检验。试验结果见表 6 。
后续试验结果 表 6
从表 6 的实验结果，我们选择了增长率较好成本较低的 CBA1104 按 0.018% 的掺量进行
大磨试验。
2. 3 、试验 3 （大磨试验） 2.3.1 、大磨试验的方法：在水泥粉磨系统（ RPV120-80 琨辊压机—Φ 4.2× 13.0m 磨— Osepa-N3000 选粉机）进行粉磨作业时，同时掺入适量 CBA1104 作为助磨剂与熟料、混合材、石膏进行共同粉磨。助磨剂加入方法为： CBA1104 颜色清亮，呈淡黄色，无毒无味。常温下密度为 1.03g /cm3; 不含有 CL- 离子和碱金属离子。加入采用精密计量泵计量，由于熟料温度比较高，直接滴在熟料皮带上会挥发，影响助磨剂的效果，我们采用在粗粉皮带上加入助磨剂，效果非常好。
2.3.2 、大磨试验结果及分析
2.3.2 .1 、大磨试验结果见表 7
大磨试验结果 表 7
2.3.2 .2 、大磨试验结果分析 （ 1 ）质量 ：试验表明，生产 PO52.5R 水泥时按 0.018% 的量加入 CBA 1104 ，水泥的 3 天抗压强度可稳定在 30MPa 以上， 28 天抗压强度可稳定在 59MPa 以上，抗压、抗折强度全部达到企标要求。
（ 2 ） 2.3.2 、成本：从表 6 可以看到加入 0.018%CBA 1104 的直接成本是 3.24 元 / 吨，加入 CBA 1104 后产量可提高 12 — 15% ，产量提高节约电量 6.9 — 8.625KW/h ，节省成本 3.17 — 3.96 元 / 吨，平均 3.59 元 / 吨，减去加入 0.018%CBA 1104 的直接成本还能节省成本约 0.35 元 / 吨。
2.3.3 、工况调整：品种转换后刚加入助磨剂时会出现产量和水泥比表面积的波动，应尽量稳定磨机工况，选粉机转速稳定到 1000 — 1050r/min ，磨尾负压稳定至 5000pa, 循环负荷率控制到 280 — 300% ，这样磨机瓦温基本低于 70 ℃ （我们设定磨机 瓦温保护温度 75 ℃ ），可保障磨机的正常运转， 磨机产量能达到 80 — 85t/h 。 3.实际生产效果 在实际生产中我们采用了 S168 的配比，即 CBA 1104 加入量 0.018% ， 3% 石灰石 + 粉煤灰
3% 。经过几年的生产， PO52.5R 水泥质量稳定，得到广大用户的认可和信赖，即满足了市场对高标号水泥的需求又为公司创造了较好的经济效益。
表 8 ： PO52.5R 出厂水泥质量汇总
4.讨论
一般来说通过提高粉磨水泥的比表面积来提高水泥的强度是比较有效的方式，在生产 PO52.5R 水泥比表面积达到 380 ㎡ / ㎏以上时， 80um 细度小于 0.2% ， 45um 细度小于 2% ，这时磨机循环负荷率高，磨内通风不良，糊球，糊磨现象严重，磨机工况恶化。而助磨剂是一种表面活性剂，对细微颗粒表面电荷的平衡作用，可以明显减小颗粒间的黏附和凝聚，消除磨机内部由于高温、细度过细所造成的糊球，糊磨等现象，具有分散解聚，提高研磨和选粉效率的作用，改善水泥干粉的流动性，具有改善磨机工况提高产量的功能，同时好的助磨剂还有化学和物理增强的作用。
● 化学增强：众所周知，水泥熟料在烧成冷却过程中，中间相包裹在硅酸盐矿物表面，在水泥粉磨过程中，其中间相特别是 C 4 AF 很难通过粉磨完全从硅酸盐矿物表面剥离开来，因而在水泥水化时，硅酸盐矿物的水化速度比较慢、水化深度不够，造成水泥熟料没有完全发挥其强度。加入 CBA1104 后，其中所含 CBA1104 首先和水泥颗粒表面的 C 4 AF 反应形成可溶性络合物，然后 CBA1104 与 C 4 AF 分离， C 4 AF 继续与水进行水化反应， CBA1104 则继续返回硅酸盐水泥颗粒表面，与其表面的 C4AF 反应，直到完全把 C4AF 从硅酸盐水泥颗粒表面剥离掉，从而使硅酸盐矿物完全暴露在水化溶液中，一方面加速 C4AF 的水化速度，另外一方面促使硅酸盐矿物与水充分结合从而加速水化反应，提高水化深度。从而可以提高水泥的抗压强度。
● 物理增强： CBA1104 的助磨效果体现在降低水泥的细度值，具体表现就是成品 45 μ m 筛余下降明显，而水泥的比表面积却没有大幅度提高，有的还会略有下降，这是由于消除了磨内过粉磨现象，小于 10µm 颗粒含量降低所致，对水泥后期强度发挥有利的水泥颗粒含量增多。从而使水泥平均粒径降低，加深其水化深度，从而提高水泥的抗压强度。
5.注意事项
5.1 、 CBA1104 助磨剂遇高温易挥发在加入时应小于 10 0 ℃ ，熟料温度大于 10 0 ℃ 时 应避免直接滴加在熟料上，可以采用在粗粉皮带上加入并尽量靠近磨头。
5.2 、刚加入时有时会出现比表面积下降现象，这时应及时调整操作参数稳定比表面积。
5.3 、准确的计量和稳定的加入至关重要，我们使用计量精度较高的计量泵并由岗位工每班进行计量检查化验室予以抽检，确保了稳定、准确的加入。 |
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