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1配料方案的確定

1.1生料組分的確定通過采樣掌握了大量原燃材料礦點的質量狀況，并結合當時普通硅酸鹽水泥熟料的生產經驗，選擇表2為微膨脹中熱水泥的生料配料組分進行研究。

1.2熟料控制目標的確定綜合考慮新型干法窯的工藝特點，結合微膨脹中熱水泥的特殊要求，以及選用原燃材料的質量情況，充分考慮熟料礦物組成對水泥物理性能的影響，合理設計三率值，制定配料方案，具體參數如表3所示。

1.3MgO含量的確定熟料中MgO含量和其晶體大小對水泥的膨脹性能有很大影響，根據溪洛渡和官地電站等水電工程對大壩水泥MgO含量的要求（3.5％～5.0％），在生產微膨脹中熱水泥時MgO的控制首先要滿足客戶要求，并結合MgO含量與混凝土自生體積變形的關系試驗，最終確定熟料中MgO的最佳含量。

2不同方案質量情況對比分析

2.1不同方案熟料質量對比表4為微膨脹中熱水泥熟料化學成分、率值及礦物組成，表5為微膨脹中熱水泥熟料的物理性能，各種方案的結果對比如下。方案1采用石灰石+頁巖+砂巖1+硫酸渣+白云石5組分配料，熟料的三率值控制方案：KH=0.850±0.02，n=2.30±0.10，P=0.80±0.10，因頁巖帶入的堿含量高，使得燒制的熟料堿含量較高，同時熟料中C3A和C3S礦物含量偏低，使得水化熱和強度偏低。從降低熟料堿含量和提高強度的角度出發，方案2中采用低堿含量的砂巖代替頁巖配料，生料組分為石灰石+砂巖1+硫酸渣+白云石，同時提高C3A和C3S礦物含量，即熟料的三率值控制方案調整為：KH=0.860±0.02，n=2.65±0.10，P=0.85±0.10。從方案2的熟料物理性能可看出，3d和28d強度大有提高，而且增長較好，但是水化熱明顯上升。方案1和方案2中硫酸渣SO3含量較高，在試制過程中，預熱器結皮嚴重，窯結圈現象頻繁，嚴重影響了中熱水泥熟料的煅燒質量。方案3中將硫酸渣配料改為銅礦渣配料，采用石灰石+砂巖2+銅礦渣+白云石4組分配料，熟料的三率值控制方案：KH=0.860±0.02，n=2.65±0.10，P=0.77±0.10，熟料中SO3含量明顯下降，預熱器結皮有所減少，但因控制過程中KH偏低，且熟料硅率提高，鋁率降低后，熟料的水化熱和強度成下降趨勢。在借鑒鋁礦廢石應用于普通硅酸鹽水泥熟料生產提高了熟料的28d抗壓強度的經驗基礎上，方案4中將鋁礦廢石應用于微膨脹中熱水泥熟料的生產，采用石灰石+砂巖2+銅礦渣+鋁礦廢石+白云石5組分配料，熟料的三率值控制方案：KH=0.870±0.02，n=2.50±0.10，P=0.80±0.10，采用鋁礦廢石作為鋁質校正原料，適當提高熟料中C3A含量，水化熱適中,同時熟料的3d和28d抗壓強度得到了提高，且堿含量低，滿足試驗要求。最終確定方案4為微膨脹中熱水泥熟料的最佳方案。

2.2不同方案水泥物理性能對比表6為不同SO3含量中熱水泥物理性能對比，表7為不同比表面積中熱水泥物理性能對比。從表6可見，SO3含量對水泥強度的發揮起到一定的促進作用，并延緩了水泥凝結時間，但水化熱呈上升趨勢，故目前將SO3指標確定為(2.20±0.30)%。從表7可見，比表面積越高，其強度越高、水化熱也越高，而且比表面積對強度的影響要比對水化熱的影響更明顯。根據有關資料，比表面積大時，會使混凝土收縮加大，從而使大壩易產生裂縫，溪洛渡電站等大型水電工程要求比表面積宜為250～320m2/kg，最大不超過340m2/kg。在綜合考慮微膨脹中熱水泥強度和水化熱等物理性能指標，結合幾次的微膨脹中熱水泥的粉磨質量情況，本研究最終確定了中熱水泥粉磨時比表面積控制目標為（310±10）m2/kg。

2.3不同MgO含量水泥微膨脹性能對比在中熱水泥混凝土試驗上，借助三峽公司溪洛渡電站實驗室、二灘公司及成勘院實驗室，采用送樣的方式，開展中熱水泥混凝土的相關性能試驗。從表8～表10中1號～3號中熱水泥混凝土試驗結果可以看出，各項性能指標均滿足水電工程要求，尤其是混凝土自生體積變形表現為：MgO含量高的自生體積變形小，因此在設計中熱水泥MgO含量時，將MgO控制在（4.50±0.30）%。

3結論

采用新型干法生產線，通過各原材料的配比優化組合，研究出具有微膨脹特性的中熱硅酸鹽水泥生產工藝配方如下：1）優選堿和硫等有害成分低的原料，最終采用石灰石、高硅砂巖、鋁礦廢石、銅礦渣和白云石5組分配料。2）結合中熱水泥水化熱和強度要求，控制好C3A和C3S含量是關鍵，中熱水泥熟料三率值控制在KH=0.870±0.02、n=2.50±0.10、P=0.80±0.10較佳。3）合理匹配中熱水泥比表面積與水化熱和強度關系，水泥比表面積控制目標最終確定為（310±10）m2/kg。4）結合水泥C3A含量，從降低水化熱角度出發，采取低SO3控制方式，確定水泥SO3控制指標為（2.2±0.3）%。5）為提高混凝土微膨脹性，適當提高中熱水泥MgO含量為(4.50±0.30)%。

作者：王燕許曉英蔡攀單位：四川峨勝水泥集團股份有限公司