冷水江市經(jīng)濟(jì)科技和信息化局 王立新

前言

在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境中，生產(chǎn)企業(yè)必須圍繞市場(chǎng)需求，尋找市場(chǎng)空隙和新的突破點(diǎn)。通用水泥是傳統(tǒng)工業(yè)品且屬中間過(guò)程產(chǎn)品，當(dāng)然也不例外。目前通用水泥生產(chǎn)方與用戶常見(jiàn)問(wèn)題是：產(chǎn)品規(guī)格少與多樣化的需求的矛盾，混合材/摻合料摻加方式的選擇？什么樣的水泥細(xì)度才符合用戶需求？生產(chǎn)方如何用最經(jīng)濟(jì)的辦法處理水泥與減水劑不相容性質(zhì)量糾紛等。

1. 同一個(gè)工廠用戶的多樣化需求現(xiàn)狀及思考

1.1 現(xiàn)狀及討論

因我國(guó)通用水泥產(chǎn)能嚴(yán)重過(guò)剩，近年來(lái)通過(guò)淘汰落后等措施去掉了部分水泥產(chǎn)能?，F(xiàn)我國(guó)通用水泥熟料絕大部分采用新型干法技術(shù)生產(chǎn)，其單條水泥熟料生產(chǎn)線小則2000t/d，大到12000t/d，大部分在4000～6000t/d，窯磨齊全的同一個(gè)水泥工廠年產(chǎn)水泥百萬(wàn)噸、數(shù)百萬(wàn)噸、甚至上千萬(wàn)噸。但因建廠設(shè)計(jì)、工藝布置、裝備、庫(kù)容、場(chǎng)地等條件限制，其水泥品種與等級(jí)通常是：P.C32.5R、42.5、52.5，P.O42.5、42.5R、52.5，少量其他品種與等級(jí)通用水泥等。而面對(duì)通用水泥這個(gè)傳統(tǒng)工業(yè)品的使用者卻是幾十萬(wàn)噸（商混站、干混砂漿站類）、幾萬(wàn)噸（修高速公路、修橋、建地鐵等）、幾千噸（大型建筑工程等）、幾百噸（一般建筑工程等）、幾十噸（農(nóng)村建房等）、幾噸（零散裝修等）等不同類型用戶，量大面廣，其對(duì)水泥性能的需求各種各樣。

楊文科“提倡多品種，少批量，多生產(chǎn)針對(duì)某一個(gè)具體環(huán)境下具體工程的專用水泥……水泥廠根據(jù)不同施工方的要求，對(duì)水泥的主要成分C3S、C2S、C3A、C4AF及MgO、SO3和細(xì)度，進(jìn)行自由調(diào)節(jié)，生產(chǎn)出完全滿足現(xiàn)場(chǎng)要求的水泥。這應(yīng)該是我們追求的目標(biāo)和發(fā)展方向?！?

肖忠明“建議在熟料煅燒裝備、工藝、原材料確定下來(lái)后，不要輕易改變熟料的率值去滿足水泥某些性能的需求，這樣做的成本極高、且效果不一定能達(dá)到。同時(shí)改變熟料的礦物組成只是改善水泥性能的途徑之一……”2

廉慧珍等認(rèn)為，“產(chǎn)品為用戶服務(wù)，這是商品經(jīng)濟(jì)的鐵律。但‘服務(wù)’并不是簡(jiǎn)單的‘你要什么我賣什么’，而是要為用戶的根本利益著想……對(duì)于用戶個(gè)體或個(gè)別群體的人來(lái)說(shuō)，由于認(rèn)識(shí)水平的差異，未必都了解其自身的實(shí)際需要，產(chǎn)品生產(chǎn)者常會(huì)受到用戶無(wú)意間的誤導(dǎo)?！?“水泥品種單一化不僅不利于水泥的發(fā)展，而且也不利于市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展?！?

吳中偉認(rèn)為，“現(xiàn)代化水泥廠的規(guī)模都很大，生產(chǎn)需要量較少但品種繁多的特種水泥，對(duì)水泥廠來(lái)說(shuō)是不經(jīng)濟(jì)的。因此工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家都趨向于采用在普通水泥中摻入各種外加劑，使之具有不同的特性?！?

1.2 思考

綜上所述，大型水泥企業(yè)根據(jù)每一個(gè)用戶的不同需求生產(chǎn)不同品種的特種水泥不現(xiàn)實(shí)，也不經(jīng)濟(jì)。這種不經(jīng)濟(jì)僅限于大型水泥生產(chǎn)線不要輕易改變現(xiàn)有熟料燒成設(shè)備、燒成制度、原燃料來(lái)源、配料方案、率值等。而應(yīng)盡可能地保持優(yōu)化后的燒成熟料礦物成分與性能的穩(wěn)定，從經(jīng)濟(jì)角度講，大型熟料生產(chǎn)線決定了熟料品種少且盡可能保持窯系統(tǒng)與熟料產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定，在這點(diǎn)上生產(chǎn)通用水泥的企業(yè)不能有絲毫動(dòng)搖。但是，大型工廠用質(zhì)量穩(wěn)定的熟料去生產(chǎn)通用水泥，以適應(yīng)或滿足市場(chǎng)里不同用戶對(duì)通用水泥的某些性能需求的專用水泥，在這點(diǎn)上也絕不能忽視，否則丟掉或失去部分市場(chǎng)是盡早的事。

首先，大型水泥企業(yè)的熟料與混合材分開(kāi)粉磨，或混合材微粉能單獨(dú)生產(chǎn)，可與高標(biāo)號(hào)水泥或熟料微粉能及時(shí)配制不同等級(jí)與品種的水泥，可即時(shí)自由調(diào)節(jié)強(qiáng)度等級(jí)與改善水泥性能，滿足不同用戶對(duì)強(qiáng)度等級(jí)與某些性能的不同適用性需求，提供給用戶的同規(guī)格同型號(hào)的專用水泥產(chǎn)品盡可能保持/控制相同的性能指標(biāo)，做到均勻、穩(wěn)定。這種熟料磨制后與混合材微粉配制水泥生產(chǎn)工藝，也許會(huì)成為大而全的大型通用水泥生產(chǎn)企業(yè)的必備生產(chǎn)工藝。文獻(xiàn)5介紹：“發(fā)達(dá)國(guó)家水泥已經(jīng)很少有混合粉磨工藝”5，“國(guó)外某水泥企業(yè)采用分別工藝，通常情況下生產(chǎn)近20個(gè)品種的水泥，熟料粉的品種也多達(dá)3～5種……”5現(xiàn)在國(guó)內(nèi)也有個(gè)別水泥企業(yè)開(kāi)始這么做了。

其次，盡管目前通用水泥GB175-2007規(guī)定在水泥生產(chǎn)過(guò)程中不能添加除助磨劑外的其它水泥外加劑。但是在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境里，沒(méi)有排除用于建筑等不同工程的建材，可以以通用水泥基為主要成分創(chuàng)新復(fù)合材料產(chǎn)品。任何一種新產(chǎn)品的出現(xiàn)或產(chǎn)品創(chuàng)新，是先有人發(fā)現(xiàn)市場(chǎng)里有某種需求或缺口，之后才有研發(fā)及滿足此需求的產(chǎn)品，有生產(chǎn)的產(chǎn)品了，才能有此產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)是生產(chǎn)較成熟產(chǎn)品的規(guī)范。如用于修路的墊基層水泥，若沒(méi)有在水泥中添加其它類緩凝劑，僅在水泥生產(chǎn)過(guò)程中增加石膏摻量，SO3就會(huì)超標(biāo)或緩凝效果達(dá)不到，或要施工方在使用過(guò)程中添加緩凝劑，使用者卻因施工繁瑣或投資不劃算，難以混勻等，達(dá)不到修路筑底的施工要求，也就很難滿足用戶的需求。又如目前市場(chǎng)上已生產(chǎn)且火熱的用于房屋室內(nèi)裝修的一種裝修水泥（不同于低強(qiáng)度的砌筑水泥），其里面就摻有增稠劑、保水劑之類的外加劑，減少了泥工師傅在使用過(guò)程中的麻煩與提高了工效與施工質(zhì)量。再如文獻(xiàn)6介紹，近年來(lái)，不斷有研究人員已經(jīng)將各種納米材料（納米C-S-H粒子、納米二氧化硅、納米碳酸鈣、納米碳管和纖維）及其它低納材料加入到水泥混凝土中，以期有效改善混凝土的強(qiáng)度、滲透性和耐久性等多種性能，并取得了不少的研究成果。這些納米材料亦可以添加到以通用水泥基的材料中創(chuàng)新出新的復(fù)合材料。諸如此類情況，都是先有市場(chǎng)需求，有的水泥企業(yè)就去滿足這些用戶的需求，相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)都還沒(méi)有（但有企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，尚未上升到行業(yè)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)），對(duì)大型水泥企業(yè)來(lái)說(shuō)，往往是大而全的而不是小而精的發(fā)展模式，若放棄或不生產(chǎn)此類產(chǎn)品，自然會(huì)由其它企業(yè)來(lái)生產(chǎn)而分享市場(chǎng)。

2. 混合材/摻合料在生產(chǎn)/使用過(guò)程中摻加方式的討論

2.1 討論

水泥混合材/摻合料到底在水泥生產(chǎn)過(guò)程時(shí)摻入還是在水泥使用過(guò)程中摻入比較好？不僅存在行業(yè)利益之爭(zhēng)，也存在上下游企業(yè)之間的利益之爭(zhēng)，在控制混凝土質(zhì)量?jī)?yōu)劣與滿足用戶需求等問(wèn)題上也存在明顯分岐的觀點(diǎn)。

喬齡山認(rèn)為，“水泥熟料、礦渣及硅灰等主要組分可準(zhǔn)確計(jì)量，更好匹配，使水泥性能更佳；有利于低水灰比混凝土的配制，消除了因硅灰水漿的加入使混凝土加水量不準(zhǔn)的弊端；混凝土攪拌站不需配置加硅灰的裝備，如攪拌設(shè)備、配料泵、計(jì)量設(shè)備、控制系統(tǒng)、防銹的貯存設(shè)備等?！?主張?jiān)谒鄰S添加。

廉慧珍認(rèn)為，在商混站摻外加劑和摻合料存在“ 1）組分過(guò)多增加了過(guò)程控制的復(fù)雜性。2）現(xiàn)行攪拌機(jī)攪拌時(shí)間太短存在的勻質(zhì)性問(wèn)題。3）大摻量礦物摻合料使膠凝材料中SO3不足?！?等問(wèn)題。

樊粵明等認(rèn)為，“減少水泥用量，增大礦物摻和料用量，實(shí)現(xiàn)混凝土的綠色化”8，主張摻合料在商混站等添加。

于2015年12月1日起正式實(shí)施的GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)第2號(hào)修改單主要內(nèi)容是，取消32.5復(fù)合硅酸鹽水泥。帶來(lái)的直接影響之一是在水泥廠添加混合材的量減少了，配制相同等級(jí)的混凝土?xí)r使用過(guò)程中的摻合料的量增加了。

丁美榮認(rèn)為，“摻加摻合料有水泥廠、施工方兩種方法(工序)，各有利弊；水泥廠生產(chǎn)控制、管理體系等條件更完善,可確保配比更均勻，顆粒級(jí)配更合理，質(zhì)量更有保障……滿足用戶對(duì)水泥強(qiáng)度等質(zhì)量指標(biāo)要求。但商混站及工程方摻加的最大好處是：便于調(diào)整砼性能，自由度更大，條件較好的商混站及工程現(xiàn)場(chǎng)也完全滿足控制要求。但對(duì)于使用水泥超過(guò)總量一半的農(nóng)村、城鎮(zhèn)等，由于現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量等設(shè)施及混合材粉資源、生產(chǎn)、專用車輛、儲(chǔ)存等條件限制，就很難實(shí)施。因此，可根據(jù)用戶要求與條件確定摻合料的摻入方式。”9

2.2 小結(jié)

綜上所述，大型水泥企業(yè)面對(duì)的各類需求量不同的用戶，必須要有能配制可自由調(diào)節(jié)生產(chǎn)水泥強(qiáng)度等級(jí)以滿足不同用戶需求的生產(chǎn)裝備/設(shè)施/工藝，否則將總需求量不小，但單個(gè)需求量小的民用建筑、農(nóng)村等受條件限制的小用戶及已經(jīng)興起的混合材微粉業(yè)務(wù)拱手相送給下游企業(yè)或他人。

3. 目前通用水泥的細(xì)度現(xiàn)狀與討論

3.1 現(xiàn)狀

眾所周知，水泥細(xì)度、顆粒級(jí)配一方面對(duì)水泥、混凝土性能的直接影響較大，致使某些混凝土方面的一些人憂慮“我國(guó)目前大多數(shù)水泥，無(wú)顆粒級(jí)配可言；水泥磨得越來(lái)越細(xì)，細(xì)顆粒越來(lái)越多，水化速度很快?！?“細(xì)度不要太高了，比表面積控制在300～320m2/kg左右”10。甚至有人將近年來(lái)混凝土的普遍開(kāi)裂歸結(jié)于與水泥顆粒越來(lái)越細(xì)有直接關(guān)系，“越細(xì)的水泥需水量越大，與外加劑相容性差，水化熱越大，開(kāi)裂敏感性越大”。另一方面水泥細(xì)度、顆粒級(jí)配又與水泥生產(chǎn)的電耗與生產(chǎn)成本直接相聯(lián)系，有人認(rèn)為：“水泥生產(chǎn)是能耗大戶……熟料中硅酸鹽礦物等的潛在水硬性，就應(yīng)該加以充分利用。也就是將水泥磨得細(xì)一點(diǎn)，充分發(fā)揮其強(qiáng)度，才對(duì)得起所耗的能源以及排放CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)?！?1，不同的人對(duì)目前國(guó)內(nèi)通用水泥的細(xì)度現(xiàn)狀表達(dá)了不同的看法與觀點(diǎn)，包先誠(chéng)等認(rèn)為“水泥細(xì)度問(wèn)題是混凝土界和水泥界分岐的最大的問(wèn)題之一。”12難道水泥企業(yè)真的只顧生產(chǎn)成本與自身利益而沒(méi)有顧及或無(wú)視下游用戶對(duì)水泥細(xì)度的反映與需求嗎？

3.2 公認(rèn)的有利于水化的熟料顆粒粒徑

胡如進(jìn)等對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)辨析后認(rèn)為“目前比較公認(rèn)的水泥最佳性能的顆粒級(jí)配為：3～32um顆?？偭坎荒艿陀?5%，＜3um細(xì)顆粒不超過(guò)10%，＞65um顆粒最好為零，＜1um細(xì)顆粒最好沒(méi)有。”13、14值得注意的是，這個(gè)公認(rèn)結(jié)論中的“水泥”是指“硅酸鹽水泥（P.I水泥）”13、15即純硅酸鹽熟料水泥。這個(gè)最佳性能指“水泥的水化速率和水化程度角度對(duì)熟料粒度分布的要求。”16。

盧迪芬等人對(duì)水泥熟料與第二組分混合粉磨特性進(jìn)行了研究，如“將20%的石灰石與80%的同一粒徑的熟料共同粉磨20min后，石灰石磨得更細(xì)，而熟料較粗，在＜5um的顆粒中，石灰石粉占比72.1%，而在＞45um的顆粒中，熟料占88.0%，說(shuō)明石灰石大部分集中在較細(xì)的粒徑范圍，而熟料集中在較粗的粒級(jí)范圍?！?7且有關(guān)文獻(xiàn)6對(duì)易磨性較差的礦渣等混合材與熟料混合粉磨成復(fù)合水泥也進(jìn)行了相應(yīng)研究，“在復(fù)合水泥0～10um顆粒中，熟料占比58%，礦渣等占比42%；40～50um顆粒中，熟料占比27%，礦渣占比73%”6。水泥業(yè)內(nèi)亦有較多研究機(jī)構(gòu)與多人進(jìn)行類似的研究，得出了與此相似結(jié)論為“易磨性不同的兩組分物料在混合粉磨過(guò)程中常發(fā)生選擇性粉磨現(xiàn)象，一組分物料可能對(duì)另一組分物料的粉磨起促進(jìn)或阻礙作用，使粉磨產(chǎn)物細(xì)顆粒和粗顆粒中物料成分占比發(fā)生較大的變化。”17，所以通用水泥中小于3um以下的水泥顆粒不一定就是熟料微細(xì)顆粒或占比較大。

（未完待續(xù)）