再说水泥生产和混凝土的匹配

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2000 年笔者曾发表过关于水泥生产工艺的进步与混凝土性能的关系的意见[1]。近年来水泥生产者已对此颇为关注，是很好的现象。不过有些说法似有矫枉过正之嫌，因此再赘言几句。1 关于铝率 水泥中C3A 过高，对混凝土所要求的低流动度经时损失、防止早期开裂以及抗腐蚀等耐久性能不利，已是共识。于是就有了提倡低铝率( P) 之说。欲将其控制在0.9～1.1 范围内。然而低铝率可使熟料烧成范围狭窄，容易引起热工制度不稳，产生飞砂料的可能性增大，在窑的“长径比”较大而窑速不快的情况下还有结圈的危险； 并且对煤质的要求很高。当今二次燃料的应用已是必然的形势下，提高燃料品质也难。当然在条件合适时一定要用低铝率也不是不可行，但并不适合大多数情况。因此水泥生产者应找出一个平衡点，既要降低C3A 含量，又要使窑能优质、高产、低能耗和长期安全运转。笔者认为，将C3A控制在≤8%就可以了。理由如下： 1) 在高硅率条件下，铝率控制在通常的1.7 左右可以将C3A 控制于此值。而铝率为1.7 可使液相在1 280℃大量生成，不致使过渡带后移，而过渡带后移恰恰是生成飞砂料的主要原因。 2)ASTMC989- 94a 关于细磨水淬矿渣的标准附录X2 中：细磨矿粉(GGBS) 中Al2O3 的含量7%~8%时以50%的配比与I 型水泥( 含12%C3A) 混合可得与V 型水泥同样的抗硫酸盐侵蚀的效果。如GGBS中Al2O3 含量>18%，水泥中C3A 含量为8%~12%，GGBS 的掺量又<20%，反而对抗硫酸盐性能不利。 因此可以认为熟料中C3A 含量设在8%不算太高。既然一定量的混合材可以改善混凝土的性能已为大家所接受，掺有混合材后水泥中Al2O3 含量可以大幅度下降，那么就不必仅顾一端而使水泥厂的利益受损。所以应提倡将高炉矿渣分别粉磨，还有粉煤灰，以各种不同的配合，为用户提供最适用的水泥，更有调节颗粒级配的作用。2 关于水泥的细度 水泥生产是耗能大户。经历了近百年的努力，好不容易才将熟料热耗降到3 000kJ/kg 以下，水泥电耗降到90kWh/t 以下。熟料中硅酸盐矿物含量随窑的规格日趋增大而越来越多，潜在的水硬性越来越高，就应该加以充分利用。也就是将水泥磨得细一点，充分发挥其强度，才对得起所耗的能源以及排放CO2 产生的温室效应。否则岂非暴殄天物。那么如何给混凝土行业提供适用的水泥呢？ 办法是有的： 控制水泥颗粒级配，将其均匀性系数n 控制在1 左右。关于这方面乔龄山先生已有多篇文章发表，因此就不必赘言了。科技的进步是符合“否定之否定”法则的。20 余年前还提倡球磨圈流系统，除降低能耗外，高n 值即较开流球磨同细度时强度高也是理由之一。如今不适用了。当然回过头用开流球磨，电耗太大，得不偿失。因此对于小规模的水泥厂选用辊压机加开流球磨的系统是合理的。然而该系统比较复杂，厂房也高大，电耗比辊压机或立辊磨终粉磨系统要高不少。而现在大型立辊磨终粉磨可以做到将n 控制在1.1。可以认为，选用立辊磨，从电耗、性能和投资等各方面来看，是都能接受的平衡方案。 控制了均匀性系数，可以减少需水量，但仍不能彻底解决早期裂纹问题。于是可采用乔龄山先生推荐的德国用少量磨得较粗的粒状高炉矿渣粉(GGBS) 来调节过细颗粒的百分比以及n 值。 当然，GGBS 粗了，同样的掺量，强度尤其是早期强度会下降。也就是说对不同的工程应选用不同级别的水泥，当需要高强时就用细的GGBS。所以，旧话重提，水泥企业应设有配制厂，以适应不同的市场需要。3 向混凝土界进一言 产生早期裂纹的原因，大部分不在水泥，要想想选用水泥的品种、级别是否恰当，施工方法和早期养护方法是否适应水泥工艺进步所带来的变化。打个不太恰当的比方： 现在电子产品琳琅满目，许多都用直流电，电厂发的是交流电，加个变流器就是了，不用要求电厂只许发直流不许发交流电。而且水泥厂以低成本生产性能稳定的适用水泥，当对混凝土企业同样有利，何乐而不为？ 双方协商，共同努力，制造双赢。萁豆同根生，相煎毋太急，如何？

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