标准稠度用水量试验

标准稠度用水量试验（共3篇）

标准稠度用水量试验 篇1

专业：组号：试验日期：

组长：组员：

实验名称：标准稠度用水量测定

实验目的：测量水泥净浆达到标准稠度的用水量，以作为水泥凝结时间和安定性实验是所需

水量的标准。

实验仪器：

1、标准稠度和凝结时间测定仪

2、水泥净浆搅拌机器

3、工业天平

4、量筒

实验原理：试锥下沉深度来确定水泥稠度是否达到标准，从而得出水泥净浆时的用水量。

实验步骤：

1、称取水泥式样500g ,水142.5ml。用湿布将实验的用具抹湿，然后将是水泥到

入拌料筒内。

2、置拌料筒于搅拌机上，开动机器，同时徐徐加入式样和水慢速搅拌120s，停

拌15s，接着快速搅拌120s,停机。

3、搅拌完毕后立即浆净浆一次装入锥模筒内，用小刀插捣并振动数次，刮去多

余净浆，迅速放在试锥下面固定位置上，并将试锥放下，使锥尖和净浆表面接

触，拧紧螺钉，然后突然松开螺钉，让试锥自由沉入净浆中，到30s时，拧紧

螺钉，记录试锥下沉深度。如用调整用水量法时，以试锥下沉深度为26~30~m

m时的拌合水量为标准稠度用水量。如超过或不足26~30mm时，需另称式样，调整用水量重新实验，直到满足上述要求为止。

标准稠度用水量试验 篇2

标准稠度用水量是衡量水泥是否容易使用的一个重要指标。水泥是配制砂浆或混凝土必不可少的材料, 水泥的标准稠度对砂浆或混凝土施工具有重要意义。

在水灰比恒定条件下, 水泥标准稠度用水量低, 配制的砂浆或混凝土的工作性 (和易性、流动度、塌落度等) 就越好, 越容易施工, 反之则反;在砂浆流动度或混凝土塌落度恒定条件下, 使用标准稠度用水量低的水泥, 则水灰比就低, 砂浆或混凝土强度高。熟料是水泥的重要原料, 所以控制好熟料的标准稠度用水量是水泥企业的重要指标。

2 生产现状及问题提出

我公司一条Ф4.2×60m的窑外分解窑生产线, 带鹅颈管的YcF·S分解炉, 有效内径5200mm, 高温风机风量520000m3/h, 全压8500Pa。青岛史密斯DBC-220-450-6.5燃烧器, 设计能力2500t/d。2011年9月份技改以后, 实际能力可达3250t/d。生产线采用石灰石、砂岩、硫酸渣、粉煤灰四组份配料, 三率值控制指标为KH=0.895±0.015, n=2.85±0.10, P=1.5±0.10。熟料fCaO一般在0.5%~1.3%左右, 升重1.33~1.38kg/L, 熟料外观颜色略深, 少有内部带白点的夹生料和黄心料, 比较容易控制。但是从2013年7月下旬开始, 熟料开始出现包壳现象, 标准稠度用水量有所增加, 从120~125ml上升, 8月上旬最严重时达到160~165ml, 严重超出市场预期和影响了产品质量。

3 原因分析

3.1 熟料质量分析

从7月19日起, 发现熟料出现严重包壳现象。通过观察发现, 标准稠度用水量大的熟料, 包壳现象明显而且颗粒较多, 熟料壳与核颜色明显不同, 壳的颜色比较深、黑稍亮, 内核颜色发黄, 无光泽。如图1所示。将熟料外壳与内核分别进行化学分析与物理检验发现:内核比外壳烧失量高, 标准稠度用水量大, 强度低。通过岩相分析发现:断面中圆形内核和环形外壳轮廓清晰分明, 外壳A矿较多, 晶体发育较好, 内核部分几乎无A矿, 只有结晶细小的B矿, 孔洞较多。

3.2 窑况表现

预热器一级筒出口温度315±5℃、负压-6166±100Pa, 二次风温1130±30℃, 烟室负压-200~-300Pa, 篦冷机二室压力2800~3000Pa, 窑速4.0r/min, 和正常操作没有多大变化, 但是窑皮长度变化明显, 窑皮由18~19米延长到21~22米。

4 应对措施

4.1 煅烧调整

从7月25日起, 用水量一天比一天高, 也真正引起了工艺和配料、水泥相关人员的重视, 送熟料外检, 用水量数据基本和我们检验数据一致, 排除了检验方面的错误。根据熟料黄心和C3S的发育不是很完善现象, 首先解决窑内通风问题, 一级筒出口负压提高到-6500Pa, 窑头煤粉由7.1t/h减少到6.8t/h。同时调整窑头燃烧器位置和内外风开度, 增大燃烧空间来加强煅烧。配料方案不变, 至30日熟料用水量还是向上趋势, 但是熟料黄心现象基本杜绝, 敲开后整体黑色, 稍亮, 在阳光下观察不到亮晶晶的闪光体, 如图2。从窑筒体温度上测量, 窑皮基本看不出变化, 厚薄均匀, 长度仍是23~24m, 控制篦冷机二室压力2800Pa左右, 并且经多次调整窑头煤管各个参数, 基本没有效果。用水量143ml上下, 还远远超出正常范围, 熟料3天抗压强度32MPa左右, 也没有大的变化。从结果来看, 采取的应对措施对扭转用水量上升趋势没有效果。

4.2 工艺配方调整

于是我们从使用的原材料入手, 分析使用的原材料中有害成分, 和2012年3月份平均样做对比。对比结果如表1。

%

由表1可以看出, 砂岩和硫酸渣中K2O、Na2O、R2O含量明显升高, 传导入熟料中。是不是由于熟料中有害成分高造成用水量升高?由于我公司对熟料中硫碱没有做日常检测, 就对照附近使用原料相近的其他公司熟料硫碱记录, 可以系统地看出硫碱有害成分含量与熟料标准稠度用水量有密切的相关性。当熟料中碱当量值在0.9%以下时, 碱对熟料标准稠度用水量的影响还不明显:当碱当量值超过1.0%时, 特别是K2O含量超过1.2%时, 熟料标准稠度用水量以及其他各项物理指标均会受到较大影响。虽然我公司碱含量没有太大影响, 但是K2O已经处于危险的边缘, 原料中硫酸渣K2O含量2.98%, 升高的幅度达到39.9%, 并且硫酸渣碱含量比以往高41.7%, 砂岩高30.3%, 是导致熟料碱含量高的主要原因。据此对原材料供应提出控制硫碱含量要求。8月4日熟料用水量突破140, 达到143, 分析原因, 发现生料中石灰石配比高于90%, 粉煤灰也停用, 熟料中Al2O3含量大于4.6%, 硅率也偏低, 导致熟料结粒明显偏大, 于是又对原材料供应提出控制CaO大于48.5%的含量要求。从4日到9日随着熟料中Al2O3值偏大、硅率降低, 熟料结粒偏大, 入窑头电收尘气体温度临近报警值, 只有降低篦速加厚料层, 二次风温从1080℃提高到1150℃左右, 用水量直线上升, 达到160ml。我们立即采取减产到3100t/d, 推快篦床, 保持较低的二次风温, 加强熟料冷却速度, 才有效控制用水量在130~140ml, 但是没有恢复到正常值。可是我们很快发现熟料3天强度没有降低, P.O42.5水泥用水量没有明显升高。8月10日终于把熟料中铝降至4.6%以下, 硅率提高至2.9以上, 熟料结粒变小, 冷却速度加快用水量呈下降趋势, 20日以后都在128ml以下。

5 问题探讨

虽然我公司熟料用水量高, 但用该熟料生产的P.O42.5水泥用水量并不高。用小磨试验也证明了这一点。我们用P.O42.5水泥原料进行小磨实验。把生产用水泥原料烘干后按P.O42.5水泥配比在化验室小磨进行粉磨, 所得水泥用水量是155.0ml, 与所用熟料用水量159.0ml相差不大。但用相同的配比在水泥大磨磨出的P.O42.5水泥用水量却只有138.5ml。两个实验结果差别之大, 超出我们的预料, 这还有待行业同仁共同探讨原因。

6 结束语

降低熟料标准稠度用水量既要有合格的原材料, 又要有恰当的配方和煅烧工艺。当物料有害成分接近某一边缘限度时, 采用小结粒、快速冷却的措施, 可以弥补有害成分带来的副作用, 加强生产过程控制和原始数据积累才能为迅速扭转被动局面提供技术支持。

摘要：某2500t/d新型干法生产线, 在生产过程中曾出现熟料标准稠度用水量由正常的120125ml逐渐升高到160ml左右的情况, 针对此现象, 通过生产过程的优化配料及调整煅烧方案, 有效控制了熟料用水量, 从而保证了水泥的质量。

标准稠度用水量试验 篇3

立磨在水泥工业中已被广泛用于粉磨原料和煤, 由于具有设计紧凑、效率高、能耗低和容易操作等优点, 近年来立磨在一些发达国家成功地用于矿渣粉和水泥粉磨, 占有率已达80%以上, 并呈现逐步上升的趋势。DJ水泥公司采用2 台丹麦进口OK立磨分别粉磨再混合搅拌的工艺生产水泥, 为云南省首家完全用立磨生产水泥的企业。自2005 年投产以来, 向市场提供了大量优质的水泥产品, 为立磨水泥产品在云南市场上树立了良好的品质形象。

1问题的提出

2005 年DJ水泥公司投产初期, 用户普遍反映立磨水泥不好用, 不愿意使用。经实地调研发现, 用户普遍反映的问题主要集中在立磨水泥标准稠度需水量高, 普遍在28%以上, 配制同一强度等级的混凝土时水灰比大, 需要加入更多的水泥以保证混凝土的强度, 导致用户成本上升。资料显示, 使用立磨作为终粉磨磨制的水泥普遍存在需水量高的问题。经分析其主要原因是:立磨产品颗粒级配窄, 菱形、锯齿形、扁长形、片形等颗粒占较多比例, 均匀性系数高, 颗粒堆积密度小。用立磨水泥在配制混凝土时, 用户需要加入更多的水泥以保证单方混凝土的标定强度, 从而增加了成本。如何降低立磨水泥标准稠度需水量, 以减少在相同工程量下水泥的使用量, 从而达到用户节约成本同时节约大量社会可用资源和减少污染物排放的最终效果这一问题越来越凸显出来。

2试验研究

经过大量的分析, 我们认为要达到降低立磨水泥标准稠度需水量的目标, 就要想办法拓宽水泥的颗粒级配, 降低均匀性系数, 提高水泥颗粒堆积密度。对此我们制定了以下3 种方案进行深入的分析与实验。

方案一:立磨水泥出磨后, 再进入球磨中继续粉磨;

方案二:立磨水泥和球磨水泥搭配混合生产;

方案三:不改变现有工艺设备的基础上, 探索通过调整生产工艺参数来调整出磨粉料颗粒分布。

2.1方案一的分析与实验

立磨水泥出磨后再进入球磨机中继续粉磨, 可降低产品颗粒中菱形、锯齿形、扁长形、片形等颗粒的占比, 进而改善其用水量。将比表面积为304m2/kg的立磨熟料粉和比表面积为340m2/kg的立磨P·O42.5 水泥分别加入试验小磨进行分段粉磨, 并用勃氏比表面积仪测定其比表面积, 用GB1346—2001 方法测定其标准稠度需水量。试验结果详见表1 和表2。

备注:L表示立磨, Q表示球磨, LQ表示立磨水泥球磨再粉磨 (下同) 。

表1、表2 中数据显示:用球磨机对立磨熟料粉及立磨水泥进行再粉磨后, 其比表面积虽然增大了, 但其标准稠度需水量均有所下降。如果要实施此方案, 公司需增设二台 Φ4.2m×13m球磨机和现有立磨匹配, 估算投入资金约9 000 万元。实施和运行成本高, 实现难度大。

2.2 方案二的分析与实验

将立磨水泥和球磨水泥按1:1 混合, 检测标准稠度需水量, 具体检测结果详见表3 和表4。

表3、表4 中数据显示:相对于立磨系列水泥而言, 混合水泥的标准稠度需水量有明显下降。特别是比表面积差异较大的L5 和Q1 混合的水泥标准稠度需水量降幅最大。实施此方案需加入的球磨水泥只占水泥总量的50%, 公司仍需增加Φ4.2m×13m球磨机1 台及相应的辅助设备与现有立磨匹配。估算投入资金5 000 万元以上, 并使水泥粉磨过程运行成本增高。

2.3 方案三的分析与实验

从水泥的水化机理来看, 颗粒分布会影响水泥凝结时间、水的消耗量、强度的形成、水化率等。因此, 想办法调整出磨粉料颗粒分布可以起到降低水泥需水量的效果。水泥的颗粒分布是由特征粒径和均匀性系数决定的, 特征粒径是一个固定筛余为36.8%的粒径。粒径愈小, 水泥愈细。 均匀性系数是“凸型”曲线直线化后的斜率, 斜率值愈大, 颗粒分布愈窄, 斜率值愈小, 颗粒分布愈宽。一般情况下, 标准稠度需水量随特征粒径的减小和均匀性系数提高而增大, 尤其受均匀性系数的影响较大, 同时也受材料活性和外加剂的影响。大量立磨粉磨的生产数据表明:同一物料在不改变粉磨工艺的情况下, 其均匀性系数的变化不大;但同样由立磨生产的熟料粉与矿渣粉的均匀性系数的差别较大, 需水量也存在较大差异。这一现象说明不同易磨性物料在相同的粉磨条件下, 其均匀性系数将不同。表5 是我公司立磨实际生产的熟料粉和矿渣粉颗粒分布检测数据。

通过对熟料、矿渣分别粉磨后的比表面积、特征粒径、均以性系数等颗粒分布数据可以看出:在不对现有设备进行大的改造的情况下, 通过优化不同的粉磨工艺参数、选择不同易磨性的物料进行立磨粉磨, 可以起到调整立磨出磨水泥的颗粒分布的作用, 进而实现降低水泥标准稠度需水量的目的。

综合我们设定的3 种方案, 从有效性、可实现性、经济性等方面综合分析, 方案三的可行性较强。接下来进一步对方案三进行深入的分析, 并进行工业性实验。

3工业性试验

通过立磨进行工业性试验, 选择改进颗粒级配的有效途径。在现有工艺设备的基础上通过调整出磨粉料颗粒分布的方法来实现降低立磨水泥标准稠度需水量的解决途径, 具体有以下3 种方法可供选择:

方法一:降低立磨粉磨时的辊压;

方法二:调低熟料粉、矿渣粉比表面积;

方法三:粉磨时掺入适量易磨性好的混合材以降低粉料均匀性系数。

3.1 方法一的立磨工业实验

根据粉磨工艺原理, 立磨是通过外部施加在磨辊上的垂直压力使磨盘上的物料受到挤压和剪切的共同作用得以粉碎的, 通过降低辊压可减少水泥颗粒的晶格裂纹, 增加粗粉含量从而降低水泥颗粒分布的均匀性系数, 达到降低水泥需水量的目的。为了验证其有效程度, 在征得生产主管部门的同意后于6 月7 日进行了立磨工业性生产试验。生产数据详见表6。

从表6 数据可以看出:降低立磨辊压后产品的比表面积减小, 对降低产品的需水性没有实际效果, 还降低了磨机的台时产量。因此, 该方法不可行。

3.2 方法二的立磨工业实验

在生产工艺和粉磨物料基本不变的情况下, 水泥比表面积越大, 其颗粒分布越窄, 产品的需水性越强。为了进一步验证降低水泥比表面积对标准稠度的影响, 6 月8 日至10 日采用不同比表面积进行立磨工业性实验, 具体生产数据详见表7。

从表7 可以看出:随着比表面积的下降, 水泥及各粉料的颗粒分布变宽, 标准稠度呈下降趋势。但在实际生产过程中, OK磨生产矿渣粉时调低比表面积控制指标后频繁出现料层不稳、磨机台时产量不增反降的现象。同时熟料粉的比表面积控制受熟料质量及生产水泥品种的制约, 实际生产中难以随意调整, 因此, 该方法有一定的可行性, 但受限较多。

3.3 方法三的立磨工业实验

从相关粉磨理论中得知:不同易磨性物料在相同粉磨条件下所呈现的颗粒级配不同, 表5 中数据也证明了这一点。如果在粉磨时掺入适量易磨行较好的混合材拉大两种物料的易磨性差异, 可达到增加水泥中微粉含量、降低均匀性系数、提高物料堆积密度的目的。为了选择合适的混合材, 6 月12 日采用试验小磨对目前公司可供选择的易磨混合材进行相对易磨性试验。具体数据详见表8。

从表8 中数据可以看出, 石灰石的相对易磨性最好, 掺入适量石灰石和熟料入立磨进行粉磨可以起到既降低标准稠度需水量又能同时兼顾水泥其他品质指标。因此, 确定采用石灰石作为易磨性材料进行立磨工业性试验。

(1) 为了获得现有生产工艺状态下石灰石掺入量的最佳控制指标, 采用正交设计取3 个水平、3 个因素进行试验对比。具体试验设计详见表9和表10。

(2) 根据正交试验设计, 及时组织石灰石混合材入库, 按试验要求向中控操作员下达掺入量、比表面积、SO3等控制性生产指标, 严格按试验规定要求采集和制备样品。经过整整7d的不间断试生产, 共按3 个等级品种、3 个不同石灰石掺入量、 3 个不同熟料粉比表面积控制指标组织生产水泥1.8 万t, 采集、制备样品216 次共9 组, 对每组样品按试验要求进行了相关指标的检测。具体的正交试验检测结果详见表11 和表12。

表中R表示石灰石掺入量 (A) 的水平变化对标准稠度需水量的影响最大, 其中A因素列的K2值最小, 因此选择4.5%的石灰石掺入量是最佳的生产控制参数。

4效果

经过立磨工业性实验, 确定了最佳控制参数。由于工业性试验生产和正常生产同步进行, 为了让广大客户能够及时、准确地了解公司产品性能的变化, 我们积极配合销售部门主动走访客户, 及时向客户说明指标及需水量变化情况, 并配合用户进行了大量的混凝土试配。接下来严格按最佳控制参数指导生产。通过以上措施, 公司完全用立磨生产的水泥产品的标准稠度需水量有了明显的下降。具体数据详见表13。

从表13 可以看出, 标准稠度需水量降到了25.9%。由于水泥需水量的降低, 降低了混凝土的水灰比, 同等混凝土强度下减少了水泥消耗量, 施工单位节省了施工成本, 让用户得到了实惠。完全用立磨生产的水泥逐步得到市场认可, 并以良好、稳定的工作性能获得市场好评。

5结语

(1) 采用全立磨粉磨生产的水泥, 完全符合GB175—2007《通用硅酸盐水泥》的各项要求;

(2) 经过上述改进后, 水泥标准稠度需水量大幅降低, 减小了混凝土施工的水灰比, 提高了混凝土的强度及耐久性, 进一步优化了立磨水泥的工作性能及性价比;

(3) 由于采用少量的石灰石生产水泥, 减少了生产单位水泥产品的能源消耗及CO2排放, 降低了对环境的污染和资源的消耗, 也降低了水泥的生产成本。

摘要：在大量分析与试验基础上, 通过调整水泥用料等措施来优化立磨水泥颗粒级配, 降低其颗粒级配的均匀性系数, 从而实现降低水泥产品的标准稠度需水量的目的。经过大量工业性试验确定最佳指标后实现持续稳定生产, 取得了较好效果。

关键词：立磨水泥,颗粒级配,标准稠度,需水量

参考文献

[1]王文义, 张少明, 于铁军, 等.水泥颗粒特征与现代水泥粉磨技术[M].北京:原子能出版社, 2004.