出厂水泥质量管理的几点经验

1 画水泥、熟料质量示意图 
　　要想管理好出厂水泥质量，首先必须对熟料圆筒库存质量情况、水泥库存质量情况做到心中有数。对于质量相当稳定的企业，可能做起来要容易得多，但对于质量波动大的工厂，做起来就麻烦得多。为了便于记忆、查找，我采取了画简易示意图的方法，将熟料的重要参数，如KH、fCaO、MgO填在所入熟料库的某一栏内，并记上日期，便于查找某一天的详细记录，并记上库号。这样，每一个库，从底层到顶层某一天某一班的熟料质量情况都非常清楚。因此，在确定熟料搭配入磨时，可以根据各种数据的高低质量优劣计算出搭配比例，可以生产什么品种的水泥，混合材允许掺加时，最多允许加到多少。另一方面，熟料是由上面通过库中心向下流到库底，然后流到库外的。有了这个概念后，如果熟料没有放空又急着进料，可以将示意图中此库下到那个位置上，接着填写新入库的熟料简单质量情况。某一库下空或没下空，都要重新填一个新库示意图，以便填写没下空的和新进熟料的质量情况。

　　用同样的方法可以填写水泥入库的简易示意图。只不过填写的内容改成某一天出磨水泥的1d强度(或快速强度)和沸煮安定性。如果MgO含量超标，需填上压蒸安定性结果。根据强度的高低和安定性的情况进行合理的搭配。水泥库下料也是由上而下从库中心冲开一个圆筒口而下到库底，然后流到库外的。根据1d强度的高低和安定性的好坏，决定两库或三库搭配的比例，并且根据库中不同位置水泥的不同质量情况，随时调整搭配比例。例如:当两库熟料的KH都在0.85～0.96之间，并且fCaO都在1.5%以下，同时其它有害成分都在正常含量以内时，这样的两库熟料可以搭配生产硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。矿渣掺加量可以按国家标准要求的数量加。而当fCaO大于1.5%时，就不能生产硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，只能生产矿渣水泥和掺其它混合材的水泥。两库或多库熟料搭配的比例，以能使得搭配后的熟料fCaO在2.0%左右为宜。矿渣掺加量的确定以能使得磨制的水泥强度达到控制目标值。

　　同样，当两库水泥的1d强度分别为10MPa和14MPa时，控制值为12MPa，这两库水泥搭配比例就按1∶1。另外，还要考虑到水泥的沸煮安定性和压蒸安定性。如果两库水泥沸煮安定性分别为良好和弯曲，这两库水泥的搭配比例就按1∶1;如果两库水泥沸煮安定性分别为良好和溃裂，为确保搭配出的水泥合格，就要加大搭配比例，好坏按3∶1或4∶1。压蒸安定性都有具体膨胀率数据，例如两库水泥压蒸膨胀率分别为0.30%和0.60%，搭配可按1∶1比例，以能确保搭配后的水泥压蒸膨胀率低于0.50%为依据。

　　2 根据水泥的1d强度预测28d强度
　　水泥出厂质量管理，最初是根据3d强度推算28d强度。这种方法比较准确，但此法需要时间长，水泥库周转慢。对于产量低，水泥不急于出库的厂子来说，此法可以用。但对于水泥急需出厂，或水泥产量高的厂子来说，就必须用快速强度。快速强度的测定方法很多，可以根据自己厂的具体情况灵活选择。我厂原先使用的快速方法是:将水泥试样根据GB177—85〈水泥胶砂强度检验方法〉成型，然后放入养护箱中养护7h左右，将试体随同三联试模一起放入快速养护箱内篦子上，盖好箱盖，将电接点温度计调在 70℃，接通电源，从加温到恒温需1h30min，恒温养护15h后关闭电源。放水取出试模放置常温处，待试体降至常温，即脱模破型，其结果即为快速强度。这种方法很准确，每经过一段时间就要重新计算一下快速系数。这样就能保证通过快速强度推算28d强度的准确性。

　　后来，随着水泥产量的提高，出库水泥编号的迅速增多，快速强度的测定方法已远远不能满足生产的需要。因为快速养护箱放试块有限，出磨出厂水泥编号增多，快速养护箱就放不下;另一方面，快速养护耗电耗水多，工作手续繁琐。后来我们就用1d正常养护强度和快速强度比较，发现1d强度虽不及快速强度准确，但确定好1d强度的波动范围，即最低值和最高值，也就基本能指导生产。而且这种方法简便，快速，其步骤是:按国家标准GB177—85〈水泥胶砂强度检验方法〉进行试体成型，即在作常规水泥强度检验时多成型一组试体，养护24h脱模，再进行抗折抗压试验，即得出1d强度值。对于一个厂来说，配料方案不变，1d强度的要求值也不变。我厂生产的矿渣425R水泥，出磨水泥1d强度要求大于12MPa，最低不能低于10MPa。根据熟料质量情况，调整矿渣掺加量。如果熟料质量不好，就要将矿渣掺加量指标降一下;如果熟料质量好，就要将矿渣掺加量指标提一下。下达指标要放到用某种熟料之前，这样就使出磨水泥强度不致于出现大的波动。当熟料质量波动频繁的时候，出磨水泥1d强度不可避免地要出现波动。这就需要通过水泥强度高、低库多库搭配倒库或包装，做到进一步均化。对于那些特别异常的低强度库，要特别谨慎，必须用适当高强度的水泥与其搭配。搭配时，水泥强度特别低的库要尽量少放些，必须派人经常监督下料情况。还要注意，搭配的水泥强度不能太高，以防造成此编号水泥强度过高，使标准偏差过大。对于库内那些强度特别高的水泥，搭配时也要特别注意，要用比正常料稍微低的水泥搭配，强度特别高的料要尽量的少放，这样就会使此编号的水泥强度不致太高，有利于缩小标准偏差。这些水泥的搭配都是根据1d的抗压和抗折强度来进行的。如果3d的水泥强度已经出来了，就要以3d强度为根据。

　　3 安定性的优劣搭配 
　　导致安定性不良，一般是由于熟料fCaO、游离MgO或掺入的石膏过多（SO₃过多）等原因所造成的，其中fCaO是一种最常见、影响也最严重的因素。对于质量管理较差的厂子来说，fCaO波动频繁，熟料安定性较差是显而易见的事情。因此，在磨制水泥时，要根据熟料质量示意图所标的熟料质量状况，下达矿渣掺加量、细度、SO₃指标。对于KH很低的（KH<0.810）熟料，虽然其它品质指标如fCaO、MgO、SO₃都比较较正常，但是矿渣掺加量指标也应下得很低。因为这样的熟料强度很低，即使下很低的矿渣掺加量指标，磨制的水泥强度也不会高。对于黄粉料、欠烧料要特别注意，和其它好料搭配时，此种料用量要尽量的少。对于KH较高、煅烧非常好的熟料，一般用它搭配不好的熟料。若是都是好熟料搭配，矿渣掺加量指标要提到较高数值。这样磨制的水泥强度不会太高，就会缩小出厂水泥标准偏差。

　　在磨制水泥时，尽管我们很注意搭配，有时因为熟料质量变化频繁还是会出现安定性不合格的情况，有时搭配包装到站台上安定性仍不合格。因此因安定性不合格在站台上搭配包装时，绝对不要马上出厂，一定要重新检验合格后方可通知出厂。重新检验时，要增加取样密度，我厂以每100t取一个小桶样(从20个以上不同部位取等量样品)，做试饼测安定性，这样检验合格后，就不会出现问题了。夏天雨水多，高温潮湿，fCaO消解的快;冬天低温干燥消解的慢。有时安定性严重不良时，要放很长时间，做许多次试验后安定性才能合格。因此，即便搭配包装，也不能将整个站台包满，以防安定性不合格时，影响继续包装，造成库满停机，无法继续生产。

　　另一方面，因安定性不合格，搭配放站台时要考虑到放站台时间长了，水泥强度要降低。纸袋的还好些，编织袋透气要降低得更历害。冬天每月要降低强度4%～6%;夏天没有存放时间太长的，因为空气潮湿，时间长了容易凝结硬化。因此，搭配放站台的水泥要想保持较高的强度，必须根据安定性不良的程度，以及强度的高低用适当高强度、安定性好的水泥来搭配，如果实在没有搭配好，存放时间过长，通过检验，强度低于正常出厂标号，那也只有降低标号使用。

　　游离MgO的潜在危害性比fCaO更大，而且必须用压蒸法检验。我厂矿山MgO含量是比较高的，并且是分层的，有的层次含MgO比较高，平均含量超过4.0%以上，局部有的含量甚至超过15.0%以上。1983年至1986年，熟料中MgO含量年平均都在4.0%左右。由于当时管理跟不上，矿山石灰石常常搭配不好，出窑的熟料MgO含量经常有超过5.0%的，有的甚至高达6.0%。这就需要搭配，需要做压蒸试验。为此，专门买了压蒸釜，以便能满足经常做压蒸试验的工作需要。因为沸煮试件的膨胀率也包括在压蒸膨胀率之内，所以熟料中fCaO过高，也直接影响压蒸试验的进行。方法中介绍:为减少fCaO对压蒸结果的影响，允许试样摊开在空气中存放不超过一周再进行压蒸试件的成型。但是正常生产并不允许等待那么长时间，要求必须及时搭配。这就需要及时生产MgO含量低且fCaO含量低的熟料，用其能保证搭配后的熟料中MgO含量低于5.0%;或者提高矿渣掺加量大于40%，制成的水泥可不做压蒸试验。有时生产并不那么理想，熟料中MgO含量超过5.0%，并且fCaO含量也不低，而且矿渣掺加量也不能提得很高，生产又不允许等待，这时只有先磨制水泥，看压蒸结果怎样。比如矿渣水泥压蒸膨胀率有的超过0.50%，有的低于0.50%，根据计算以能确保压蒸安定性合格的搭配比例进行包装，分编号进行压蒸试验，试验合格的即可通知出厂。如果有个别还不合格，可放在站台上消解几天，fCaO消解后再做压蒸试验，一般能合格;最多经过二、三次试验即可合格。MgO水化速度是很慢的，因此不能存在在站台上消解游离MgO的想法。搭配放站台前得确保搭配后MgO压蒸试验合格。矿山上白云石里的MgO是呈化合状态存在的，和熟料掺在一起磨制成水泥不会造成什么危害。

　　影响安定性的因素除了fCaO、游离MgO外，还有SO₃过多引起安定性不良。通用水泥中除矿渣水泥SO₃规定不超过4.0%以外，其它水泥都规定不超过3.5%。即使有规定，也要注意fCaO和SO₃的叠加造成安定性不良。过去笔者做过矿渣水泥的早强正交试验，所用熟料fCaO含量为2.18%，其安定性为微曲。在矿渣掺加量为20%～40%的所有试验中，除石膏掺加量为8%的几组试验沸煮安定性微曲外，其它石膏掺加量小于或等于6%的试验沸煮安定性都是良好。这些石膏掺加量为8%的试验水泥中SO₃含量仅在3.7%±1%内，这是由于fCaO和SO₃的叠加造成了安定性不良，并且SO₃含量3.7%的试验要比矿渣含量与其相同而SO₃含量在1.5%的试验的水泥强度低1个标号以上。因此，水泥生产中的SO₃含量最佳值一定要通过小磨试验和大磨生产检验取得，不要盲目将矿渣水泥的石膏掺加量提得很高。

　　4  注意凝结时间是否正常 
　　影响凝结时间的因素较多，如熟料中C 3A的含量、水泥中石膏的掺加量、水泥的粉磨细度、混合材掺加量、碱含量等，这些因素中有一项发现异常或变化较大，都要特别注意凝结时间是否发生变化。

　　另外，试验的误差比较容易引起注意，但是试验操作中的偶然失误却不容易发现。例如多年以前，化验室就发生一件将盛酸的空瓶注入蒸馏水用于试验，以致于造成SO₃的结果测定偏高很多，使得石膏掺加量极少，由于出磨水泥的凝结时间极短而被发现的。因此，平常我们就应该告诉检验人员发现试验中的异常现象要及时汇报。同时在通知包装之前，有关水泥的技术数据必须逐个审查一遍，确保没有问题时才能下通知。当然，这也包括凝结时间的数据。

　　对于粉磨细度、矿渣掺加量，出磨和出厂水泥的测定值，也要经常对照着看。一旦发现差别很大，就要及时查找原因，到底是筛子出了毛病，还是物料的还原值发生了大变化，还是检验人员弄虚作假;还是磨工摸清了取样规律，等取完样后采取放大细度，降低矿渣掺加量用以提高台时产量的措施。不管怎样，要及时找出原因，对症采取措施，可以及早解决问题，将隐患消灭在萌芽之中。细度的大小，主要是担心超过国标10%的数值，在这个范围内，对凝结时间虽有影响，但影响不大，而对强度影响很大。降低矿渣掺加量，虽对质量没有坏处，但影响水泥的总产量。如果矿渣掺加量降低得太多，也会提高水泥强度，增大出厂水泥的标准偏差。

　　适量的白云石或石灰石对提高早期强度作用很大，对凝结时间有一定的延缓作用，但影响不大。

　　5 其它
　　影响水泥强度和各种品质指标的因素很多，如人员操作的差别、试验仪器的配件磨损、试验条件的差别和试验材料的差别等都对水泥的各种品质的测定有影响。因为这些影响国家标准中都有具体规定，并有操作规程、试验条件要求，试验设备和仪器都要定期鉴定，一般不会出大问题。在这里仅就对出厂水泥影响最大的或者必须注意的问题谈一下，仅供参考。

　　(1)养护箱的温度要保持好。它对水泥的1d和3d的强度影响很大。温度控制不好，会使1d和3d的强度波动大，容易给我们造成错觉，会做出错误的判断，使质量调度发生偏差。养护水池的水温对3d和后期强度影响也很大，必须想法保持好。养护箱温度每升高 1℃，约提高1d抗压强度1MPa;养护水池水温每提高 1℃，提高3d抗压强度约4%～6%，提高28d抗压强度约2%～4%。温度一旦降低，降低强度更厉害。

　　(2)压力试验机球座灵活与否对试验结果影响很大。因有时漏进灰砂，必须经常清理。另一方面，球座里机油也要经常换，经常加，因为时间长了就要损失。机油不能太稀太稠，必须保持既灵活又能耐压。抗折夹具的三个圆柱必须能自由转动，如果有的不转动，时间长了，容易磨出平面，造成抗折强度偏高。

　　(3)安定性试饼养护箱应经常保持合适的湿度和温度，防止试饼沸煮前干裂，这就需要经常检查养护箱温度表和湿度表，并随时观察箱下水池是否有水，并及时补足水。

　　(4)要随时掌握和国家水泥质量监督检验测试中心对比的情况，做到心中有数，对本厂水泥的测定结果到底偏高还是偏低应非常清楚明白。

　　(5)袋装水泥存放在站台上，要插好标志牌，禁止乱发，要经常巡回检查。装火车发往外地时，有时民工夜间图近省力，将等待结果的水泥装上车。发现这种情况应立即要求卸车，重新装车。

　　(6)两库搭配或多库搭配包装，要注意检查放库情况。有时通知改变了，放库人员由于疏忽还放以前通知的库，经过检查就能及时发现，及时纠正。

　　(7)磨制水泥，熟料库搭配要经常检查。关键时候要增加检查次数。有时因堵塞造成单放，若只下坏料，就会造成水泥质量不合格。

　　(8)前面配料要把好关，要保证出窑熟料质量稳定。只有熟料质量稳定，才能保证出厂水泥的质量稳定。