不用缓凝外加剂生产缓凝水泥创新实践-中国期刊网

不用缓凝外加剂生产缓凝水泥创新实践

方兵

广西华润红水河水泥有限公司广西南宁 530409 身份证号码： 45212219710912****

缓凝水泥最主要的要求是凝结时间：初凝时间不小于180分钟、终凝时间不小于360分钟且不大于600分钟。过去公司向高速工程供应缓凝水泥，生产中在使用磷石膏调凝的情况下，还需要掺入0.05%的缓凝外加剂，水泥凝结时间才能满足要求。缓凝外加剂价格约为5000元/吨，掺入缓凝外加剂后，产品成本上升约2.50元/吨，为降低缓凝水泥的生产成本，为此公司成立了QC创新公关小组不用缓凝外加剂生产缓凝水泥创新实践。

我们的对策是：缓凝外加剂用量降低至0.02%以下，生产满足符合要求的缓凝水泥的同时降低生产材料成本2.0元/吨。

一、制定对策

磷石膏对水泥的缓凝作用主要是因为其含有可溶性磷和氟，磷石膏经过不同比例的生石灰酸碱中和后，可以改善磷和氟对水泥凝结时间的影响，即通过控制磷石膏PH值可以达到不同的缓凝效果。

（说明：磷石膏PH值在7.5左右时，水泥终凝时间接近或超过360分钟；磷石膏PH值达到9.5以上时，水泥终凝时间相对较短。）

因此，我们可以在控制磷石膏掺入量不发生变化的情况下，经采用不同PH值的磷石膏进行小磨、大磨试验，确定适用于缓凝水泥生产的磷石膏PH值控制范围，数据如下（附一、附二）。

附一、不同PH值的磷石膏小磨试验结果

序号	试验编号	熟料 (%)	磷石膏 (%)	石灰石(%)	炉底渣(%)	煤渣 (%)	页岩 (%)	助磨剂(%)	SO₃ (%)	0.08mm筛余(%)	稠度（%）	初凝时间(min)	终凝时间(min)
1	S-017	56.5	2.5 (PH=7)	22.0	11.0	4.0	4.0	0.05	1.49	2.5	27.4	263	333
2	S-018	56.5	3.5 (PH=7)	22.0	10.0	4.0	4.0	0.05	1.85	2.6	27.9	288	357
3	S-019	56.5	2.5 (PH=8)	22.0	11.0	4.0	4.0	0.05	1.36	1.9	27.2	293	367
4	S-020	56.5	3.5 (PH=8)	22.0	10.0	4.0	4.0	0.05	1.75	2.3	27.4	328	401
5	S-021	56.5	2.5 (PH=9)	22.0	11.0	4.0	4.0	0.05	1.52	2.3	27.4	306	381
6	S-022	56.5	3.5 (PH=9)	22.0	10.0	4.0	4.0	0.05	1.98	1.7	27.4	364	439

附二、缓凝水泥大磨试验结果

日期	编号	SO3 (%)	烧失量(%)	MgO (%)	Cl- (%)	细度 (%)	比表面积(㎡/㎏)	稠度 (%)	初凝时间（min）	终凝时间（min）	安定性	备注
4月2日	YM-020	2.11	8.38	2.72	0.023	1.3	409	25.20	463	582	合格	掺缓凝外加剂0.05%
4月3日	YM-021	1.89	8.75	2.78	0.023	1.0	418	25.30	333	413	合格	不掺缓凝外加剂
4月7日	YM-022	1.79	8.61	2.66	0.024	1.6	397	25.00	360	430	合格	不掺缓凝外加剂
4月8日	YM-023	2.16	9.07	2.48	0.026	0.5	405	26.10	336	411	合格	不掺缓凝外加剂
平均		1.99	8.70	2.66	0.024	1.10	407	25.40	373	459	100%

二、对策实施

通过试验确定磷石膏的最佳PH值，控制磷石膏的PH值，改善提高磷石膏的缓凝效果，在生产时不需外掺缓凝外加剂，出磨水泥满足高速公路项目要求：初凝时间不小于180分钟、终凝时间不小于360分钟且不大于600分钟，其余技术指标符合GB175-2007《通用水泥》强度等级32.5或GB/T3183-2017《砌筑水泥》强度等级32.5标准要求。

具体如下：

1、磷石膏质量要求

三氧化硫（SO₃）	结晶水	附着水分	PH值	酸不溶物
≥38%	≥15%	≤12%	7≤PH值≤9	≤12%

2、32.5缓凝水泥配料方案

熟料	磷石膏	石灰石	黑页岩	活性混合材	助磨剂
57.5%	4.5%	22.0%	4.0%	12%	0.05%

3、缓凝水泥过程质量控制

类别	控制项目	指标		频次	取样方式	取样点	合格率
出磨水泥	MgO	≤6.0%		1/日	组合样	出磨料口（取样器）	100%
	氯离子	≤0.06%
	SO₃	2.10±0.20%		1/2h	组合样		≥85%
	80μ m 筛余	≤3.5%		1/1h	组合样
							≥85%
	比表面积	≥430m²/kg		1/1h	连续样
	物理性能	凝结时间	初凝≥180	1/日	组合样	留样	100%
		（min）	终凝≥360，且≤600
		安定性	合格
		抗折强度（MPa）	3天≥3.5
			28天≥6.0
		抗压强度（MPa）	3天≥16.0
			28天≥36.0

5、实施路径

（1）、供货商用石灰粉对磷石膏原渣按磷石膏的PH值控制7～9进行性能改良，采购部组织进货；

（2）、技术质量部对进厂磷石膏进行验收，按磷石膏的PH值分堆存放，生产缓凝型M32.5水泥时使用PH值为7～9的磷石膏；

（3）、日常生产缓凝型M32.5水泥时，技术质量部根据熟料质量和磷石膏PH值变化情况，及时调整水泥配料方案和质量控制指标，确保缓凝型M32.5水泥各项指标达到要求；

（4）、储运部在生产缓凝型M32.5水泥前将石膏仓里的料排空，并将输送设备各节点清理干净，再送入指定的磷石膏，生产的缓凝型M32.5水泥各项指标达到要求后才能改入专用库。

三、效果检查

自2020年4月3日试验成功之后，后续生产缓凝型 M32.5水泥时均不掺缓凝外加剂，物料配比与普通型 M32.5水泥基本一致， 2020年5月至2021年4月，新柳南高速公路已提货缓凝型 M32.5水泥117263.49吨，水泥的各项指标符合GB∕T 3183-2017 《砌筑水泥》质量要求，并且初凝时间全部大于180分钟，终凝时间全部大于360分钟且小于600分钟，满足高速公路项目要求，具体见下表。

时间	SO₃（%）	初凝时间(min)	终凝时间(min)	3天抗压强度(MPa)	28天抗压强度(MPa)	合格率（%）	出厂量(t)
2020年5月	2.14	332	411	23.7	41.9	100	916.35
2020年6月	2.10	337	407	25.0	42.3	100	440.85
2020年7月	2.04	311	386	21.7	39.9	100	1927.30
2020年8月	2.08	322	404	22.6	39.9	100	5176.60
2020年9月	2.05	336	411	24.6	41.4	100	9746.15
2020年10月	2.25	341	422	25.0	42.1	100	13228.20
2020年11月	2.10	335	412	25.4	41.9	100	16158.10
2020年12月	2.05	334	411	24.3	41.4	100	16628.39
2021年1月	2.04	310	388	26.3	43.1	100	15245.55
2021年2月	2.12	307	383	23.5	42.7	100	10652.85
2021年3月	2.26	310	387	23.0	41.7	100	15149.60
2021年4月	2.48	316	396	22.1	40.0	100	11993.55
累计	2.14	324	401	23.9	41.5	100	117263.49

效果评价

不掺缓凝外加剂，节减耗用缓凝外加剂的成本约为2.50元/吨水泥，按缓凝水泥总供货量69万吨计算，预期收益172.5万元，提高了公司声誉，取得了宝贵经验，为以后公司开展一系列的研发积累宝贵的经验。

不用缓凝外加剂生产缓凝水泥创新实践