引言

水泥的凝結時間是GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》中的常規控制項目，盡管該標準要求水泥初凝不早于45min，終凝不遲于600min，在實際生產中很少有企業會生產出凝結時間超出這個指標限定值而成為不合格品，但如果水泥凝結時間值波動較大，特別是超出較一般混凝土攪拌站需要控制的水泥初凝180min左右、終凝240min左右，還是會影響施工操作，給所產水泥公司產品帶來負面影響，在水泥產能過剩的今天這會影響到所產水泥公司水泥的銷售。因此，對水泥質量的工作者來說，穩定水泥凝結時間，滿足用戶需要是十分重要的。

筆者結合多年工作實踐和向同行學習的心得，將一些因為水泥原料品質變化導致水泥凝結時間偏長的案例敘述如下，供同行參考。

作為水泥的最主要組分，熟料的凝結時間變化一定會傳導給水泥，從而導致水泥凝結時間變化，下面的例子可以說明這個問題。

1.1 含F-熟料導致水泥凝結時間偏長

L公司在沒有摻含F礦化劑的情況下，熟料(P·I硅酸鹽水泥)的初終凝時間由原來的182min、272min上升至329min、408min，甚至更長。這自然影響到該公司水泥的凝結時間。經多方查找原因，原來該公司石灰石有兩個礦點，A礦點石灰石含F達0.56%，B礦點含F僅僅0.076%，單獨采用這兩個礦點石灰石生產熟料的凝結時間分別為：初凝365min，終凝470min和170min、240min。導致該公司熟料凝結時間偏長的原因就是采用了A礦點石灰石生產熟料，因其中含F高達0.96%，而采用B礦點石灰石生產熟料其F-含量僅0.17%。國內外有關資料表明，熟料中含F<0.5%時，凝結時間正常。>0.5%時，熟料終凝時間可達300~360min。而F高達0.80%~1.0%時，終凝時間可達420～480min。

經更換所用石灰石礦點后，合理控制石灰石中F-含量后熟料凝結時間恢復正常值。

當然，事物都是一分為二的，在有一些特殊要求的場合，比如生產緩凝水泥時，采取在原料中摻加螢石作礦化劑來增加熟料中F-含量從而達到延長水泥凝結時間而緩凝的目的，這種做法也是有的。

1.2 熟料淋水導致水泥凝結時間偏長

Y公司因為夏天入磨熟料溫度較高，為降低熟料溫度，在熟料調配庫的長皮帶、熟料調配秤下等多處淋水，使用淋水熟料后導致水泥凝結時間增長。停止淋水后，水泥初凝由原304min縮短至229min，終凝由373min縮短至276min。

在一些小型粉磨站企業，在熟料銷售淡季常常購買價格低的熟料儲存，以待熟料漲價時粉磨水泥出售而賺取差價，因為庫存量不足，只好在室外露天堆放而覆蓋雨布，往往因雨布之間有縫隙或覆蓋不嚴及鏟運熟料時陰雨天等原因導致熟料淋雨受潮，這也會導致熟料凝結時間延長，這一點要引起類似做法的粉磨站企業注意，盡量避免熟料受潮或者采取將受潮熟料與干熟料搭配使用的方法來規避水泥凝結時間的偏長現象出現。

ZX3公司生產的礦渣32.5級硅酸鹽水泥，水泥終凝時間突然較正常值偏長60多min，終凝達到340min左右。該公司32.5級礦渣水泥所用原材料為熟料、礦渣、石灰石、脫硫石膏。經排查，水泥突然偏長時期，熟料、石灰石、脫硫石膏均無異常變化，唯礦渣原采用B公司礦渣(外觀顏色發黃)，后改用C公司礦渣(外觀顏色發白，含黑色顆粒，屬泡沫渣)后，才導致出磨32.5級礦渣水泥增加了60多min，至于為何采用了C公司含黑色顆粒的泡沫渣導致水泥終凝時間的具體原因尚需進一步研究探討。該公司在B公司礦渣和C公司礦渣按1:1d搭配使用后問題得到解決。

3.1 粉煤灰中SO₃含量嚴重超標導致的水泥終凝時間偏長

Y公司水泥(P·C32.5)初凝由原220min左右突然延長到420min左右，最長的450min，該公司水泥中三氧化硫為2.22%，查生產水泥凝結時間偏長時所用的原材料，均無明顯變化，唯所用粉煤灰因為供應商貨源不足，將原來從大電廠所進粉煤灰改為從小電廠進貨，小電廠粉煤灰中SO₃含量檢測為6.12%，遠高于GB/T1596-2017用于水泥和混凝土中的粉煤灰6.1條中粉煤灰中SO₃質量分數(%)≤3.0%的規定值。改用大電廠粉煤灰(其SO₃質量分數合格)后，水泥凝結時間恢復正常。

3.2 脫硫灰導致的水泥凝結時間過長

此處脫硫灰指脫硫粉煤灰，系采用半干半濕法(生石灰為主要成分，也可能加少量的氫氧化鈉或氫氧化鉀以增加脫硫效果)電廠實施煙氣干法(半干法)脫硫后產生的脫硫產物——脫硫粉煤灰，該灰在一定的摻量條件下能夠起到緩凝的作用。T公司曾經使用脫硫粉煤灰做混合材，導致水泥(P·O42.5)凝結時間達7h以上。

該公司粉煤灰采用磨尾配料，直接喂入選粉機，由于選粉機密度較小，在同樣粉磨條件下，其選粉效率會低于水泥顆粒，而且同樣體積的粉煤灰顆粒要比水泥顆粒重量小，導致其在選粉機中的沉降速度小，故粉煤灰中的粗顆粒很難被有效選出，從而造成較粗粉煤灰進入成品，使水泥凝結時間延長，且對水泥的強度及需水量產生不利影響。

通過降低水泥細度和水泥中三氧化硫的方法均不能縮短水泥的凝結時間，于是采用降低脫硫粉煤灰在水泥中摻加量(由15%降低到10%)，同時摻加5%石灰石的方法，使水泥初凝由304min降低到220min，終凝由397min 降低到292min。

3.3 脫硝灰導致的水泥凝結時間增長

燃煤電廠采用氨水脫硝，當氨水過量時會沉降在粉煤灰中導致粉煤灰中含銨鹽NH⁴-脫硝灰中含銨鹽，銨鹽遇到水泥水化產生的氫氧根離子發生反應釋放出氨氣，反應式為：+OH→NH₃+6H₂O₃這種反應會導致水泥強度下降同時凝結時間延長。

S粉磨站對含銨鹽粉煤灰M32.5級水泥按摻加量11.5%和6.5%的兩組試驗和無氨粉煤灰M32.5級水泥進行的凝結時間比對試驗表明，初凝延長45~60min，終凝延長0~63min，初凝和終凝時間都有所延長。該粉磨站小磨試驗表明，含銨鹽脫硝灰摻量控制在4.5%以下，水泥凝結時間和強度都恢復正常。

鑒于此，對燃煤電廠采用氨水脫硝工藝形成的脫硝灰，對其中的銨含量進行檢測是必要的，檢驗方法按標準T/CCAS008-2019《水泥及混凝土用粉煤灰中氨含量的測定方法》實施。

N公司生產P·C32.5R水泥時，一段時間凝結時間延長30min左右，經對生產該批次水泥的混合材粉煤灰、石煤渣、煤矸石及天然石膏和脫硫石膏進行檢測分析，確認當時所用石煤渣SO₃含量由原正常值的1.25%變化為2.95%，停用該批次石煤渣后，水泥凝結時間恢復正常值。

ZX公司生產的礦渣32.5級硅酸鹽水泥摻入石灰石比例為8%，當采用含土石灰石(Al₂O₃含量為1.70%左右)和不含土石灰石分別作混合材時，含土石灰石制造的32.5級礦渣水泥終凝延長33min左右。因此，采用石灰石作混合材的水泥企業，要注意進廠檢驗控制其中土的含量。

X公司原使用A電廠脫硫石膏，出磨水泥凝結時間初凝在182~204min，終凝249~264min，后采用A電廠脫硫石膏和B電廠脫硫石膏按1:1搭配使用，出磨水泥初凝延長為312~322min，終凝延長為370~389min，出磨水泥初凝和終凝時間均延長120min。

經檢驗A電廠脫硫石膏和B電廠脫硫石膏主要是其中PO3-含量區別較大，B電廠脫硫石膏中含有的PO3-是A 電廠脫硫石膏中的七倍。體現在pH值上，A電廠脫硫石膏pH值為6.5，B電廠脫硫石膏pH值為3.0。比較簡便的控制方法就是在脫硫石膏進廠檢驗時設定其pH值內控值不小于5.5即可。

對于脫硫石膏，當其中含有較高的亞硫酸鈣時，也會導致水泥凝結時間偏長。故進貨檢驗時應檢測其中亞硫酸鈣含量并設定嚴于標準GB/T21371-2019《用于水泥中的工業副產石膏》的內控指標。此類文獻資料較多，此處不贅述。

構成所有水泥組分材料的異常變化都會給水泥性能包括凝結時間帶來變化，從質量管理角度來說，預防永遠比糾正重要。故水泥企業應重在對原料進貨把關，從供方評定做起。特別是對于采用工業副產品生產水泥的企業，尤其要注意監測其中有害成分的變化，防范其突然升高危害水泥品質。

作者：夏寶林1，遲慧芳2

企業：《1安徽省巢鑄水泥廠有限公司；2昆明市公路工程質量檢測中心有限公司》

來源：《中國水泥》

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