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关于水泥假凝问题的探讨.pdf

关于水泥假凝问题的探讨

okaywinner
2013-08-30 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《关于水泥假凝问题的探讨pdf》,可适用于经济金融领域

!""#$$’假凝是指水泥掺水拌和后!几分钟内物料就显示凝结的特点!而后!经过剧烈搅拌!水泥浆又恢复塑性并达到正常凝结"这种不正常的早期固化即过早变硬现象!对水泥的强度并无不利影响!但却影响施工"在商品混凝土广泛应用的今天!水泥假凝问题越来越被关注!特别是欧美等国外客户更是把水泥假凝作为一个重要的质量指标进行控制"水泥假凝以针入度来表示!可以简单地理解为试针垂直贯入水泥试体的百分数!美国水泥标准规定不得小于(")!中国水泥标准对此指标不做规定"我集团日照分公司!""(年*月投产!水泥磨为开路磨!投产初期出口的#!型硅酸盐水泥!客户检测假凝值在,()!(()之间!较多批次出现假凝现象"为此!集团组织专业组从熟料质量$缓凝剂种类及掺量$水泥的粉磨工艺及储存温度等方面查找原因!并采取相应的改进措施!取得了满意的效果"!熟料及缓凝剂对水泥假凝的影响试验假凝是的活性与石膏的活性和数量不匹配!早期溶解的相对较少!而溶解的,量较多!溶解速度过快!除形成钙矾石外!还有多余的,!!形成较大数量的次生石膏"次生石膏晶体较大!呈片状或长条状!导致水泥浆体迅速失去流动性$变硬!随着水化反应的进行!其可以再次溶解!使浆体恢复流动性"主要来源于熟料!,主要来源于石膏等缓凝剂!如何确保选用熟料的品质$缓凝剂种类及掺量的合理性!并确保水泥在经过粉磨$储存及运输等过程后的活性与石膏的活性和数量相匹配成为问题的关键"!"!熟料的选择对*个不同回转窑生产的熟料!分别掺加()的石膏及!$()的石灰石按生产实际配比!用试验小磨粉磨!比表面积控制在(""’"!!分别测定假凝值!熟料主要成分及假凝检测值见表’’从表’可以看出(’不同的回转窑熟料磨制的硅酸盐水泥!假凝值有较大差异!最高与最低相差")!硫酸盐饱和度对水泥假凝有一定影响"表!熟料主要化学成分及假凝值)注("!号与号为同一公司同规格!台窑熟料!,号与(号为同一公司同规格!台窑熟料!但冷却效果有差异*#!"为硫酸盐饱和度)根据试验结果绘制曲线见图’可以看出!熟料硫酸盐饱和度!"过高或过低!均会引起水泥假凝!!"值在")!:")时假凝指标最好)图!硫酸盐饱和度与假凝的关系熟料冷却效果对水泥假凝有明显影响)!号与号熟料配料方案完全相同!但号熟料假凝值比!号低’$")!原因是熟料冷却效果不同!号窑台时产量高于!号窑!("<左右!出冷却机熟料温度偏高’’#!号窑约:(#!号窑约#*#!冷却效果相对较差!冷却速度较慢)对,号(号窑熟料比较!也得出了同样的结论"通过对*台回转窑熟料的比较!我们确定生产硅酸盐水泥使用假凝值最好的’号回转窑熟料!并要求强化冷却效果"!"#缓凝剂种类及掺量试验有资料认为柠檬酸渣一种化工原料可改善水关于水泥假凝问题的探讨石保莉!殷钰!刘俊浩山东山水水泥集团有限公司!山东济南!(""中图分类号!=>’!$’文献标识码!文章编号!$’()**#"’"""(",回转窑编号假凝碱含量!"’号*$"$*""$(:(!$,($#::"$,,号*$"$,#"$("*’$"*’"$!($(!号(#$""$(’"$,:(*$*’($:,:’$#*号($#"$,"$*((’$’,:$’*(’$(号($""$(’"$,**($:(*$":*$*号,*$""$("$,:(($(($:’"$#(!""#$$’泥假凝!为此我们选用产地不同的天然二水石膏及柠檬酸渣作为缓凝剂!采用’号回转窑熟料"同一熟料样品#设计进行了!组试验$第一组$分别掺加苍山平邑两地产天然二水石膏与柠檬酸渣各()!并同时掺加!$()石灰石共*组样品!即$!()苍山产天然二水石膏!$()石灰石"()平邑产天然二水石膏!$()石灰石#()柠檬酸渣!$()石灰石’第二组$分别掺加不同量"掺量分别为’(",!"",!(",*"",和*(",(的苍山石膏!同时掺加!$()石灰石!共(组样品)将上述样品用试验小磨粉磨制得*$型硅酸盐水泥!比表面积在*("!’"!,!分别测定水泥假凝值)方案’(中的*组样品*含量基本一致!假凝在()*)之间!差别不大!说明!个产地的石膏活性基本一致)通过试验也未发现柠檬酸渣对水泥假凝有明显作用)方案!(中(组样品假凝值最高与最低相差’$)!说明石膏的不同掺量对水泥假凝有一定影响)当*含量在!$!)"!$)之间时!水泥中:活性及数量与’号回转窑熟料中*<匹配性较好!水泥假凝值较高"见图!()图!"#$含量与假凝值的关系因此!日照公司生产硅酸盐水泥确定*控制指标为!$)!"$’)但采用’号回转窑熟料!按确定的控制指标掺加天然二水石膏组织大磨生产时发现!虽然比表面积也控制在"*("!’"(!,范围!但出磨水泥假凝值改善不明显!比小磨试验低’")!说明水泥粉磨中发生的系列物理及化学变化对假凝影响较大)水泥粉磨对假凝的影响!’不同粉磨工艺试验不同的粉磨工艺和出磨水泥温度对水泥的粉磨质量及二水石膏的脱水率影响不同!为进一步查找原因!我们选取了水泥配比基本一致的家子公司硅酸盐水泥!在同一试验室进行假凝对比试验!检测结果见表!)表不同粉磨工艺水泥及相应水泥的假凝注$小磨水泥假凝值为各编号水泥使用的熟料按大磨石膏与石灰石掺加比例!通过试验小磨制得硅酸盐水泥后!平行测定的假凝值)’(开路磨测得水泥假凝值明显低于闭路磨)!(公司<与公司=生产水泥使用同一来源熟料!但因粉磨工艺不同!水泥假凝值相差))*(开路磨生产的水泥比同样配比的小磨水泥假凝指标降低’")"’()!而闭路磨生产的水泥要比同样配比的小磨水泥假凝指标提高’")"*"))由此看出$水泥的粉磨方式及粉磨质量对假凝指标有重大影响!开路磨水泥更容易产生假凝现象)原因分析当水泥比表面积控制超过*""!,!开路磨生产的水泥颗粒级配不合理!过粉磨现象严重!将*家开路磨水泥及!家闭路磨水泥进行颗粒级配检测发现!开路磨水泥*以下颗粒含量接近!")!高于闭路磨水泥)"()!而*"(颗粒含量则低’")以上!见表*)表(不同粉磨工艺水泥颗粒级配)过粉磨水泥中过多的细粉容易结团成片!同时开路磨水泥出磨温度偏高!尤其是"#月份!出磨水泥温度甚至超过’("#!石膏脱水率提高!石膏脱去的结晶水及空气中的水汽在磨内或出磨的瞬间极易使细粉中的*<预水化失去活性!特别是日照公司位于海边!空气潮湿!*<更易预水化!从而使水泥在加水拌和后!由二水石膏脱水形成的较多半水石膏及无水石膏!溶解的数量超过了*<的溶解数量!形成较粉磨工艺样品编号!**"(!(!(假凝值开路磨>’’#$$’#$#($#!*$’>*’$*$$#$"*$!>’#$"$($((#$!*(($闭路磨>!’$"#$###!$"#$!#$">’($’$*#$!#$#(’$生产企业水泥样品编号大磨水泥假凝值)筛余)比表面积!,熟料来源小磨水泥假凝值)粉磨方式"(<>’*$’’$"’’$’’*号(#$!开路>"$!$’’$’’>>*$!!$’’!$#*’号$’>(($!$’$***!号$!=>!#$""$$’**!*号($!闭路>#$*"$$!*!号($>($#"$’$**!号$#A>’$"$*’$"号($BB!""#$$’多的次生石膏!引起水泥假凝"当少量石膏脱水时!来自石膏的水在磨内将被通风作用和冷空气带走!不致造成影响"即使结晶水在颗粒表面形成的水化产物!也将被继续的粉磨作用所消除"然而当大量脱水且存在足够数量的半水石膏时!则将造成水泥的假凝"!"#采取措施’#通过向水泥磨筒体淋水并加大磨内的通风!控制石膏脱水"降低磨内温度一般采用以下方法$在磨机筒体外部淋水采用空气冷却磨机和选粉机或磨内喷水"磨内喷水法冷却效果好!同时水汽有利于研磨能力的提高!但喷水会增大磨内的水汽量(能使)*部分预水化!降低了)*的早期活性"若磨内温度过低又可能会造成石膏脱水不够而使水泥急凝!因此操作难度较大而空气冷却法在夏季使用有一定困难!因而日照公司采用水泥磨筒体淋水法并加大磨内的通风!出磨水泥假凝值提高,!!但仍处于假凝指标控制边缘’!(通过工艺改造解决水泥过粉磨引起的)*早期活性降低问题)通过调整中控操作收效甚微!因此日照公司在!""年*月月分别对’号磨!号磨进行工艺改造!在原来开路磨基础上增加型选粉机!成品入库!粗粉入球磨机重新粉磨!形成由辊压机型选粉机球磨机和型选粉机组成的闭路系统"比表面积控制在*"!左右!改造前后一个月假凝结果平均值见表"表$技改前后水泥假凝结果对比!台磨出磨水泥假凝值平均$!比技改前平均提高!"$!出磨水泥假凝问题得以彻底解决"但是!出口水泥装船后再经过一个多月的长途旅行后!客户检测假凝值比装船时降低!"!水泥假凝情况仍时有出现"#储存温度和储存时间对水泥假凝的影响#"储存温度和储存时间对水泥假凝的影响日照公司粉磨工艺改造后!物料经辊压机和型选粉机!,"!"达到成品细度*入磨物料,!筛余!"(!在水泥磨内停留时间不超过!"!经石膏热分析定量检测!仅有约’"的石膏转化为半水石膏)但出磨水泥入成品库时实物温度在#""以上!特别是夏季达到’"""以上高温!水泥在库内储存至装船冷却缓慢!温度只降低,!’""!这意味着水泥将长时间处于""以上的高温!长时间的高温储存!石膏慢性脱水!极易造成水泥假凝)对装船水泥石膏脱水情况进行检测!发现已有近"的石膏脱水成半水石膏)日照公司出磨与装船水泥样品石膏热分析结果见表,)表出磨水泥与装船水泥石膏热分析结果水泥在运输中!石膏将进一步脱水!)::<公司采用差示扫描量热分析法测定日照公司月#!’!日装船抵达美国休斯敦港口水泥!石膏全部脱水)由于没有通风排出水汽!石膏释放出来的水附着于水泥颗粒表面引起各种化学反应!不仅容易使水泥结块!也使水泥假凝的可能性大大增加)出口水泥在出磨装船时假凝检测值及抵港后)::<公司反馈假凝值与水泥各过程脱水情况相吻合!见表"表’不同阶段水泥假凝值#"!试验验证将日照公司装船水泥放于#""烘干箱中储存!每日检测假凝值"水泥储存时间与假凝检测情况见图*"图#水泥()!下储存时间与假凝的关系水泥在#""高温下储存!随着时间的延长!水泥假凝值明显降低!存放=后假凝值由!$*降出磨时装船时抵港后*$$,,$’项目’号水泥磨样品!号水泥磨样品装船水泥取样时间地点月!日成品斜槽月#日装船皮带称样量!$!$"!*$)>的量)>,!A!*$’,*$**!$"*!)>,’!A!"$*#!"$*,’$’’)>的比例)>,!A!#"#*)>,’!A!’"’’*’号水泥磨!号水泥磨技改前技改后提高技改前技改后提高’$##$’$,,!$$!!*$石保莉!等B关于水泥假凝问题的探讨CC!""#$$’原材料())*,!!,!,,,*,!,石灰石$"’$’’$#"$:"$!’$""$!’黏土$:$!’:$#$’’$#"’$::$"硅石’’$#’$":$"’!$""$#!"$!!"$:’硅石!$"$#!:$:!$!’$""$!""$:’铁粉’!铁矿石"’$’#:$!!$:’$!:$"’$"$"$!!铁粉!!铜矿渣"<’$’:$:$’$!#$!!$’$""$#"煤灰:$#:!’$:$$:’$"!’$为$’=#并且线性关系非常明显$由此认为#只有降低水泥的储存温度才能从根本上解决当前水泥的假凝问题$!"!采取的措施为降低水泥的储存温度#日照公司在!""年’’月增加水泥冷却机#将水泥在入成品库之前进行冷却#入库水泥温度基本保持在"!以下#装船水泥基本保持在!以下#有效地降低了石膏的脱水#至此出口水泥假凝问题得以彻底解决$#结论通过对日照公司水泥假凝问题进行的一系列试验研究及工艺改造#我们认为#解决水泥假凝问题的关键是解决水泥中的活性与石膏的活性和数量的匹配问题’"过粉磨的水泥#颗粒级配不合理#使易过早水化#活性降低同时水泥磨内温度高#石膏脱水严重#使的活性与石膏的活性和数量不匹配#是引起水泥假凝主要因素$开路磨生产的水泥过粉磨现象严重#易引起水泥假凝#通过闭路改造可得到明显改善$!"水泥在储存及长时间运输中温度偏高#石膏慢性脱水#是引起水泥假凝的又一重要因素$通过对出磨水泥的冷却#使出磨水泥温度控制在"!以下#可有效降低石膏的脱水$参考文献!>’席耀忠$水泥生产中使用石膏的经验>$水泥A’##’BC’"DE!<!$>!乔龄山$对硅酸盐水泥质量问题的探讨>$水泥B’##BCDE’<$!编辑王新频"我公司负责向哈大高速铁路供应共计约"万F低碱水泥#工程设计要求碱含量!"$"=#!=$公司各部门多方调研#寻求可利用资源’进行成本测算’确定生产方案B于!""年’"月中旬开始试生产低碱熟料$下面主要就生产过程中出现的问题及采取的措施做一些论述$$生产线的选择我公司有两条生产线#分别为’号窑!老线"和!号窑!新线"$公司对其做了如下对比’"生料配料秤因素’号窑为’"""FGH的熟料生产线#组分配料#配套的I*!:"生料立磨共有台喂料秤#没有备用的喂料秤!号窑为!""FGH的熟料生产线#:组分配料#配套的I*"生料立磨共有台喂料秤#’台备用$相比之下!号窑更有利于调整适宜的熟料率值$!"水泥磨因素低碱水泥的需求量不大#工程时间长#需长期占用水泥库#老线共有!:个水泥库#易于品种的调节#而新线号磨只有个水泥库$同时考虑到在生产低碱水泥时要使用天然石膏!天然石膏碱含量低于硬石膏"#老线’":号水泥磨生产级油井水泥时也使用天然石膏#因此选择’":号磨生产低碱水泥#易于生产质量控制$’号窑熟料可以直接入联合储库供’":号磨使用$!号窑与号水泥磨配套使用#而号磨台时产量为’"FGJ#产量较高#一般用来生产公司的主打产品I(,:!$及I(!$水泥$"’号窑在!"""!""年生产级油井熟料#积累了一些生产特种熟料的经验$综合考虑以上因素#决定用’号窑生产线生产低碱熟料$制定配料方案$原材料分析和选择我公司的石灰石质和铁质原料符合低碱要求#现有的硅质原料碱含量高#必须寻求低碱硅质原料$生产前期化验室对大量的原材料进行了全分析#在哈尔滨周边没有找到适宜的硅质原料$因此被迫使用易磨性较差’运输成本较高的长春烟筒山硅石作为硅质原料$原燃料的化学成分分析见表’#表!是我公司!""年’月煤的工业分析$表$原燃料化学成分=低碱熟料生产中遇到的问题及解决措施许克东!亚泰集团哈尔滨水泥有限公司#黑龙江哈尔滨’""""中图分类号!KL’!$文献标识码!M文章编号!#$$’())!$$#""’<"""<""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""<<

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