国外水泥项目

国外水泥项目（共8篇）

国外水泥项目 篇1

1 项目面临的问题与现状

经过十多年的高速发展, 我国企业在工程的质量和造价控制方面已有了长足的进展, 工程的安全性也已受到更多的关注。但由于实际操作时牵涉方面多, 国内外环境错综复杂, 对项目的工期难以较好的把握, 拖期现象十分普遍, 甚至被认为是难以避免的。

拖延工期除了对企业声誉造成影响外, 还会造成经济上的损失。特别在当前, 受严峻的国际经济形势和人民币升值的双重影响, 承包商之间竞争尤为激烈, 利润空间日益减小。同时, 业内因拖期而遭到业主索赔的案例屡屡出现, 使得提高项目进度管理水平成为紧迫的要求。

影响整个项目工期的因素有很多, 诸如来自业主、咨询商、银行、相关机构、设计方、承包商等等。事实上, 除了各方的自身原因, 还可能受到诸如政策变化、货物丢失、事故、国际制裁、战争等客观因素变动造成的影响。

很多因素是互相制约和前后影响的。例如详细设计的开始, 其条件是初步设计的完成、业主和咨询商的确认、设计资金的到位等;又如设备的采购, 条件是设计选型的完成、校对确认、供货商选择完毕、设备资金到位等等。我们把这些在给定活动开始前必须完成的活动称为“紧前活动 (immediate predecessor) ”, 而该给定活动本身称为“紧后活动 (immediate successor) ”。

一般来说, 如果某活动开始过早, 会造成资金占用、管理费用、库存压力等;若开始过晚, 则会影响紧后活动的开始或出现项目拖期。要确保整个项目在合同规定的期限内完成, 提高执行效率, 降低运作成本, 避免违约带来的经济损失, 必须在每个阶段的关键路径 (critical path) 上做好排程控制, 留合理余量, 做好应急处理的准备。在确保规定完成日期的前提下, 使总成本最低。如果单凭经验分析, 一是难以量化和控制风险, 二是容易遗漏关键点, 三是难以把成本降到最低、把效率进一步提高。

2 解决问题的思路

鉴于项目十分复杂, 出于研究一种分析方法的考虑, 该文将实际情况予以理想化和抽象化。从整体上看, 设备采购阶段位于项目中心, 前要受制于设计, 后要确保施工的进度。相对于较为成熟的设计和施工过程, 采购阶段的不确定性比较大, 对整个工程的进度影响最大。

因此, 该文把设备采购作为重心来开展分析。首先确定各活动的前后逻辑关系, 确定每个活动的工期, 建立关键路径;再进行计算机仿真来寻求风险、成本控制下的排程方案。该分析方法可以推广应用到整个项目各个阶段。

3 模型的建立

3.1 模型假设与约束条件

项目开始指工艺设计、设备选型已完成, 采购工作开始;项目结束指设备完成安装与调试, 准备试运行。设备仅包括:原料磨、回转窑、水泥磨3个设备。每个设备生产分3阶段:粗加工、精加工、组装 (粗加工可以包括从工艺出图、钢板采购, 到下料、铆焊等多道工序;组装可以包括从拼接试装到油漆包装等多道工序。这里作简化讨论, 3种设备与3家供货商的生产条件见表1。)

合同规定项目从1月1日开始, 试运行 (项目完工截止) 日期为项目开始第365d, 拖期造成的违约赔偿为每一周 (7d) 0.5%;企业流动资金的年化收益率为4%, 港口仓储费用为5元/ (t·d) 。

3.2 活动列表与网络图

经简化建立模型, 应用MS project软件, 假定活动列表见表2, 网络构图见图1。

4 模型的优化与决策

计算机仿真可以灵活地运用各种概率分布计算, 以获得更好的估计。因此, 该文使用计算机仿真的方法, 应用Crystal Ball软件, 对在活动工期不确定情况下的各活动起始时间进行分析和决策。

从已建立的模型, 我们可以看到整个项目从详细设计完毕开始, 到设备安装调试完毕结束, 大致的运作脉络、工作流程与关键节点。最长工期 (即关键路径上的总工期) 为305d, 意味着正常情况下这个项目在此模型假设条件下可以在合同要求的365d内完成。但考虑到节假日、周转时间、车间设备维护等因素, 并为不可预料的因素留有余量, 我们希望在更短的时间内完成项目。同时, 考虑到资金占用、管理费用、库存压力等因素, 希望每一个活动在拖期风险可控的状况下, 尽可能地推迟。因此, 我们对模型进行如下优化。

4.1 工期不确定情况下的模型建立

首先, 把每项活动原确定情况下的工期, 作为最有可能的工期值, 计入“m”列。根据经验, 把乐观工期与悲观工期值, 分别计入“o”列与“p”列。

考虑到此估计应用于工期与风险, 故使用beta (PERT) 分布进行仿真。最小值为乐观估计, 最大值为悲观估计。拖期完成的可能性一般比提前的可能性大。例如, beta (PERT) 的分布曲线如图2所示。

综合假设与约束条件, 建立活动列表如表3所示。

预测单元格为“预测总工期”, 假设单元格为每个活动的“工期d”, 置信水平为95%, 仿真次数为1 000次。

4.2 仿真结果 (Beta分布)

仿真结果 (Beta分布) 如图3所示。

仿真平均值为307.20, 标准差为5.61, 仿真最小工期为290.49, 仿真最大工期为328.7, 敏感性分析如图4所示。

4.3 结论与决策

1) 项目很有可能 (63.47%) 会发生超过理想状态总工期305d的情况。悲观情况下, 总工期会超过320d。

2) 从敏感性分析 (图4) 可以看出, 在关键路径上的活动对总工期有较大影响。特别是“C原料磨粗加工”的变化, 对总工期的影响最大, 相关系数达67.1%, 其次依次为:“D原料磨精加工”、“R设备安装与调试”、“O集港与出口运输”、“E原料磨组装”, 其他活动对总工期影响不大。因此, 如果要对项目工期进行缩减, 应把工作重点放在“C原料磨粗加工”活动上。

3) 使赔款概率小于5%的排程:为使赔款 (即项目最晚完成日期超过交货期一周) 的概率小于5%, 根据Crystal Ball的仿真模型计算, 预留的工期应大于317d (取整) 。即, 从项目开始第55d (365+7-317) 前启动项目 (完成详细设计) 。出于节约成本的考虑, 所有活动取越晚开始越好。因此, 更新的排程如图5所示。

参考文献

[1]杨波.简析EPC工程总承包模式[J].四川建材, 2007 (6) .

[2]Frederick S.Hillier.Introduction to management Science[M].北京:中国财政经济出版社, 2010.

国外水泥项目 篇2

国外小本创业项目：气囊童装 学走路

小宝宝学走路时有学步车，可是牵牵绊绊的总觉得累赘;可是没有一点保护措施吧，又会有因摔跤、碰撞带来的皮肉之苦。如果我们发明一种 气囊童装 ，在学步的宝宝衣服上做上合适的气囊，在宝宝摔倒的时候能够起到保护作用，装了气囊的厚厚实实的童装，看上去一定还像卡通一样可爱，惹宝宝和家长喜爱。

国外小本创业项目：抓昆虫当宠物买

城里长大的孩子与农村的孩子相比，有很多优越条件，他们在学习上有现代化的设备，娱乐上有先进的玩具和游戏，但与农村的孩子相比，他们少了很多与大自然亲密接触的乐趣。做生意挣大钱。他们可能都知道荧火虫尾部会发光，也读过很多小蜗牛的童话，听说过春蚕到死丝方尽的伟大奉献精神，但他们中有几个看见过荧火虫和蜗牛，又有几个人目睹过蚕的蜕变?精明的生意人洞悉到了其中的商机，由此做起了专门为城市孩子们提供乐趣的昆虫生意.

国外小本创业项目：蔬菜包装成礼盒

国外水泥期刊要览 篇3

预分解窑过渡带衬砖承受严重的热机械和热化学应力,2006年公司推出的TOPMAGA1和AL-MAGA1产品使用中取得较好效果。随着预分解窑窑径、产量、窑速的增加,以及代用原燃料数量的增加,对耐火砖的热机械和热化学应力随之增加,为此REFRA公司对上述二种产品质量进行了优化,2011年上述产品的孔隙率、渗透率进一步降低,冷压强度增加和弹性模数降低,能满足水泥窑内严重的热化学、热机械应力的过渡带和轮带部位的需求。

Z.K.G.International

No.8/2012

分解炉的优化

所有的分解炉都含有一定程度的分层流动,这将导致O2和燃料缺乏有效混合,造成燃料不完全燃烧,不完全燃烧的燃料颗粒被带入旋风筒内燃烧,将产生结皮,影响旋风筒的分离效率。在Cherat水泥公司通过四根燃烧器煤粉喷入系统的优化设计,提高本地或高硫煤的替代率,以及碎轮胎的替代使用,并且使其有效燃尽,同时不产生结皮。结果显示分解炉内煤粉燃尽率从88%提到98%,生料分解炉水平从77%提高到83%。

World Cemen

No.8/2012

Baztin水泥厂的新生产线

2010年土耳其Sanko公司的Baztin水泥厂决定拆除旧的湿法窑,兴建一条3000t/d级预分解窑生产线,由德国IKN公司设计并提供主要工艺装备,包括:单系列六级低压损Lucy型预热器,在线分解炉,燃烧器可100%的使用石油焦、煤、重油,ϕ4.2m×62m三支承、径向托轮窑,燃烧器最大热量55MW,最大燃料量5280kg/h。所用燃料与分解炉相同。生产线安装时间为10个月,2012年5月投产。生产线平均热耗2875.84kJ/kg,窑系统电耗12.5kWh/t。熟料冷却温度62℃+环温。

International Cement Review

No.10/2012

在线中子活化分析仪

PGNAA(中子活化分析仪)能够直接测定传送皮带上的大块物料,省去了取样和样品制备的步骤,忽略了取样代表性。PGNAA系统本身并不动,只有传送皮带在动。测定结果(包括单个结果、累积参数或者设定的参数,如石灰石饱和系数)在线传给DCS,从而确保质量稳定。PGNAA选用可中断脉冲中子源,使得仪器的安全性、长久性和稳定性都有所提高。PGNAA监控整个物料流,通过选取不同品位物料,达到优化堆场、减少混合料偏差,最终达到入磨前物料均匀的目的。

Z.K.G.International

国外水泥期刊要览 篇4

由Bilanciai集团最新推出的触摸屏称量终端是一种自行服务无人操作称量装置。安装在停车区域的“Parking Kiosks”, 可由司机在等候排队时自行注册并完成与装、卸有关的全部操作。安装在工厂进、出口的“Entrance/Exit Kiosks”, 卡车司机可根据用户需要, 通过彩色触摸屏装运水泥, 并获得每次作业的净重和毛重。安装在散装亭的“Bulk Loading Kiosks”触摸屏, 在设备与中控装置发生通讯故障时, 以在线或离线方式准确计量水泥装车, 而不会丢失数据。

Cement Review

No.12/2009

水泥粉磨站的磨机除尘

印度Gresik集团拥有国内大约80%的水泥市场, 水泥磨制造商Loesche最近收到了为其新水泥粉磨工厂Tuban和Tonasa提供4台水泥磨机的订单, 订单包括为磨机配备由4台袋收尘器以及小型袋收尘器及其附件构成的“Project mega”强制型收尘设备。袋收尘器总处理风量690000m3/h, 气体温度90～120℃。滤袋长8m, 过滤面积大约11000m2。这种“Project mega”收尘器采用离线式清灰方式。

Z.K.G.International

No.1/2010

水泥工业分解炉的优化

除分解生料之外, 大量二次燃料的使用对分解炉的结构设计提出了巨大挑战。采用数学-物理模型 (CDF) 是优化设计分解炉的有效工具, 它将水泥生产工艺的特性与特殊燃料的特性同时进行考虑, 规避了高产量条件下固体燃料的化学与物理性能对工艺过程的影响。文章重点介绍了借助CDF优化分解炉设计的实例以及物料流量的计算机设计, 避免了生产设备的反复修改以及如何使水淬轮带在分解炉上成功使用。

Z.K.G.International

No.2/2010

SICK气体检测和分析装置

本期“世界水泥”封面刊登的是安装在水泥窑出口的SCP3000提取式气体取样装置。这是SICK过程自动化公司为水泥工业专门设计的用于优化生产和排放监测的气体分析仪。该检测装置可在苛刻的工作条件下, 例如高温和高粉尘浓度的工况下, 对粉尘、不透明体和流量进行现场检测和提取分析, 通过获取的参数对生产进行过程控制。

World Cement

国外水泥期刊要览 篇5

除尘是皮带机面临的一大挑战。一台普通水泥磨通常要设置有5个以上转运点的皮带输送系统, 由于受管道和众多弯头限制, 除尘效率大打折扣。通过在皮带喂料机上安装跨带式卧式除尘器, 操作成本大大降低。除了安装密闭防尘罩外, 收尘器上还装有可移动的便门。密封罩顶部和皮带之间留有457～610mm的净高以便粉尘沉积在皮带上。此项应用还使水泥厂免受了环境冲击。

World Cement

No.10/2008

水泥工业高效计量装置

本期“世界水泥”封面刊登的是已有100多年历史的德国Pfister转子秤。这台采用计量电子控制的FRW转子秤是专为水泥窑喂料、生料磨或水泥添加剂喂料、以及散装水泥预装料而设计的。其坚固的结构对具有高精确和稳定喂料要求的生料、粉煤灰、旁路粉尘、水泥、氟石和珍珠岩等散状物料是理想的计量装置。由于出料、称重和计量整体完成, 系统呈封闭状且极为可靠。

World Cement

No.11/2008

HAZEMAG向埃及提供三台HDS破碎机

最近中国天津水泥工业设计研究院有限公司 (TCDRI) 通过HAZEMAG&EPR上海代表处为其承建的埃及GOE两条5000t/d水泥生产线订购了3台HDS破碎机。一台1600t/h HDS 2000x2520双轴锤式破碎机用于破碎石灰石, 一台120t/h HDS 1300x1250双轴锤式破碎机用于破碎石膏, 另一台400t/h WB 0816辊式破碎机用于破碎粘土。

Z.K.G.International

No.9/2008

来自燃煤电厂的建筑材料

2008年6月27-28日在德国汉堡召开的“第47届联邦德国电厂副产品协会”大会上, BVK董事会主席在其报告中提出, 烧煤电厂产生的建筑材料仍将保持好的销售记录, 大约有416万吨粉煤灰 (去年为433万吨) 提供给建筑材料市场, 其中290万吨用作混凝土添加剂。另外还有其他副产品分享德国建材市场, 217万吨FGD石膏, 40万吨炉渣和流态化灰渣以及110万吨湿底粒状材料。

Z.K.G.International

国外水泥期刊要览 篇6

2014年4月7日, 豪西蒙 (Holcim) 公司和拉法基 (Lafarge) 公司宣布合并为Lafarge Holcim (LH) 公司。拉法基、豪西蒙公司在合并前, 水泥、集料、混凝土产能均居世界前列, 合并后在全世界90个国家的水泥产能为4.27亿吨、集料3.48亿吨、搅拌混凝土7000万m3, 超过中国中联水泥公司和安徽海螺水泥公司, 为世界第一, 远高于世界排行第四的海德堡公司、第五的意大利水泥公司的产能。两家公司的合并必将加剧其他公司的竞争与合并。这对于目前占世界水泥工业新建企业总量60%的中国水泥工程设计、装备制造公司是一个机遇, 应予重视, 从中获取商机。此外, 合并后生产效益增加, 促使水泥价格下降, 必将加剧出口水泥的竞争。

International Cement Review

No.5/2014

改造窑尾进料烟室增加熟料产能Cem Con

瑞士Cem Con公司对早期投产的最下一级预热器下料管道从两侧入窑尾进料烟室改为从后部进入, 提高了产量。通过计算模拟, 对两台热料侧边入进料烟室的预热器窑进行技术改造, A窑为单系列5级预热器, 3100t/d, 在欧洲。B窑为双系列5级预热器, 5800t/d, 在印度。通过改造, A窑产量增加80t/d, 增至3180t/d, 增长率为2.58%, 年熟料产量增加25600t。B窑产量增加120t/d, 增至5920t/d, 增长率为2.06%, 年熟料产量增加38400t。两台窑的预热器风机均在最大转速下运行, 压力损失保持不变。窑尾进料烟室所产生的旋流在一定程度上造成压损增大, 热料在此部位易结皮堵塞, 若适当扩大进料烟室尺寸, 降低风速, 减少旋流, 必将有利于提高产量。通过改造, 将熟料改至从后面进料, 将提高原产量的2%~2.6%。

World CementNo.3/2014

No.3/2014

拉丁美洲的汞排放

2013年10月10日, 拉美一些国家在Minamata签署了水泥窑汞排放限制值的协定, 促使拉美的水泥企业减少汞排放。水泥生产所排放的汞源自生产所用的原燃料。预分解窑生产过程中存在汞循环。燃煤所含的汞在窑头和分解炉内煤燃烧时挥发, 随高温烟气后逸。高温烟气在窑和预热器内将原料加温并随之冷却, 冷却后的含汞烟气通过烘干原料再次冷却。此时粉磨、烘干中, 原料所含汞挥发, 与燃料挥发汞随含尘烟气入收尘器。烟气进一步冷却, 汞冷凝在粉尘表面, 当收尘器内含汞量高的粉尘收集后, 与磨制的生料混合再入窑。入窑生料内汞富集, 随高温烟气挥发冷却富集, 形成汞循环。预热器、生料磨、煤磨、收尘器系统汞循环量是变化的, 各装备内的汞浓度也不一致, 多的为入窑原燃料含汞量的若干倍。近年新投产的生产线设置了一些新的汞减排装备。

International Cement Review

No.5/2014

10000t/d生产线工艺布置和生产经验

2005年, 印度Jaypee集团在印度北部喜马拉雅山脚下兴建了一条10000t/d级生产线, 并于2010年底投产。预分解窑采用4系列6级预热器, 使用钢结构塔架, 采用PYROCLON-R分解炉和PYROTOP混合室。回转窑规格为ϕ5.8m×85m三支承窑, 篦冷机有效面积为214m2, 出口配置锤式破碎机。生料系统由两台Pfeiffer辊式磨组成, 原料由石灰石、粘土状页岩和氧化铁、铁矾土组成。生料中硫、氯成分低, 无需旁路放风。煤的热值为17500k J/kg, 考虑煅烧城市生活垃圾。受环境条件限制, 预热器塔架的最高平台限定在135m的高度以内, 若采用双系列预热器, 则平台高度>156m, 为此采用4系列的特殊设计。其特点为:废气温度低, 热耗低;低压降, 废气风机电耗低;低粉尘排放, 单位熟料耗用生料量低。

Cement International

国外水泥新闻 篇7

根据INi J.Urua在《World Cement》 (No.8/2013, P47~50) 中报道, 非洲的国民生产总值GDP在2000~2012年间, 从6000亿美元提高到2.20万亿美元, 预计今后10年非洲的经济规模可以增长2倍。因此水泥的。当前世界水泥增长率为3%~5%, 非洲为8%, 2002年水泥需求是8000万吨, 而2012年已达到1.8亿吨。但非洲的水泥消费量存在地区差别, 非洲北部人均水泥消费量是670kg, 而东部为91kg, 需求旺盛的地区是东、南非, 需求量少的地区是东非、西非和中部非洲, 所以可预计这些地区的水泥需求量会增加。长2倍。因此水泥

目前非洲的水泥市场被少数几家跨国公司所垄断, 但非洲本地的PPC、Dangote、ARM等公司也在奋力拼搏。

虽然非洲水泥市场在扩大但也存在不稳定的因素:如政治和经济的动荡、各种突发事件和社会基础的不完备性、严重的环境污染等, 另外, 水泥工程承包商还有资金筹措等问题。

2 湿法回转窑使用废弃物作为替代燃料

Sanl Karahmet等在《World Cement》 (No.1/2013, P39~44) 刊物中, 介绍了俄罗斯Belgorodsskiy湿法水泥厂使用垃圾和废轮胎作为替代燃料的情况。众所周知, 湿法回转窑因其料浆水分蒸发而使得烧成成本增加, 降低了燃料效率, 为此该厂使用废弃物和废轮胎作为替代燃料, 降低了生产成本。

垃圾等固体废弃物作为替代燃料称为RDF, 在燃烧前要进行预处理工作, 除去有害物质并进行破碎。RDF用卡车运输到预储存装置内并经螺旋输送系统供给回转窑, 回转窑采用可烧天然气及替代燃料的FLEXI-FLAME燃烧器, 安全且效率高, 替代量达到20%。而废轮胎经皮带输送机送入回转窑, 入口处设有自动开闭装置。废轮胎的燃料替代率可达西欧水泥厂的上限值20%。

燃烧替代燃料对熟料质量和生产稳定没有影响, 但应充分注意替代燃料中含有的磷、氯、重金属, 另外替代燃料的前处理效率、挥发性的均匀性以及燃料经济性、物料处理性等, 都应在使用前进行比较研究。

3 采用活性炭减排汞的试验

根据《World Cement》 (No.1/2013, P42~48) 报道, 由美国环境保护署制定的大气污染物排放标准将于2015年正式实施, 该标准规定了现有或新建水泥厂的汞排放值为25mg/t熟料和9.5mg/t熟料。

卡伯特活性炭公司 (Cabot Norit) 对北美5家水泥厂进行了活性炭除汞试验, 其试验结果认为, 活性炭有很好的减排汞的效果。

国外水泥添加剂标准 篇8

世界各国水泥标准主要从属于两大体系:欧洲标准体系 (EN) 和美国标准体系 (ASTM) 。根据Wein协定, 欧洲标准化委员会 (CEN) 水泥和建筑石灰技术委员会 (TC51) 代表国际标准化组织 (ISO) 水泥和建筑石灰技术委员会 (TC74) 起草标准, 最后由ISO成员国通过 (至少有75%成员国同意) 。例如我国GB/T 17671“水泥胶砂强度检验方法”与ISO 679等同, 而ISO 679又来自EN 196-1。目前, ISO/TC74有36个国家, CEN/TC51有19国家。世界上还有部分国家采用美国材料标准和试验方法标准 (ASTM) 。材料标准反映了一个国家的产品质量和技术水平, 是技术开发和生产实践的总结。我国水泥工业使用水泥添加剂要较发达国家晚20~30年, 近几年来我国对水泥添加剂的开发和使用取得了长足的进步, 但仍存在不少问题和困难。认真学习国外先进水泥添加剂标准, 有助于这些问题的解决。本文介绍先进的国外水泥添加剂标准。

2 术语

要把水泥添加剂和砂浆、混凝土外加剂区分开来, 前者是在水泥生产过程中掺加, 后者是在水泥使用过程中加入。用“添加剂”和“外加剂”就能把两者区分开来。水泥添加剂掺量一般不超过1%。常用的混凝土外加剂有十多种, 掺量差别很大, 引气剂0.005%~0.015%, 减水剂0.2%~1.5%, 速凝剂2%~6%, 膨胀剂6%~15%。水泥添加剂中的“添”中文含义是少量加的意思, 如“炉子该添煤了”、“孩子又添了一岁”。另外要区分水泥添加剂和多量使用的混合材 (在水泥生产中加) 和掺合料 (在水泥使用中加) 。要注意各国水泥文献中所使用的专有名词的区别。如在欧洲文献中使用“additives”表示水泥添加剂, 美国文献中用“additions”;“additions”在欧洲标准文献中指的是大量加入的混和材, 在美、加拿大文献中用“mineral admixtures”或“supplementary cementitious materials” (补充胶凝材料) 代表混合材或掺合料。对于“混凝土外加剂”欧美都用“admixtures”。名词术语的使用是约定俗成的事, 不可能也没有必要完全统一, 但也不能随意乱用, 以免造成混乱或误解。

3 水泥添加剂标准概况

关于水泥添加剂, 欧洲通用水泥试标准ENV197-1:1995中把水泥添加剂 (additives) 作为水泥四大组分之一。水泥四大组分: (1) 主要组分, 熟料和混合材; (2) 次要附加组分, 是一种能改善水泥物理性能 (如工作度或保水性) 而加入的无机矿物材料, 掺量为0%~5%; (3) 硫酸钙; (4) 水泥添加剂, 为了改善水泥生产和水泥性能而加入的总量不超过水泥质量1%的添加剂, 如超过1%则应在包装袋或发货单上注明, 这类添加剂不应助长钢筋锈蚀, 不应劣化水泥或由它制成的砂浆和混凝土性能。在正式标准EN197-1:2000中明确提出:总量不超过水泥重量的1.0% (颜料除外) , 有机添加剂量不超过水泥质量的0.5% (干基) 。当水泥中掺入了符合EN 934的系列混凝土、砂浆或灰浆外加剂时, 应在包装袋或发货单上标明外加剂的标准代号。

美国材料和试验标准总数超过12000个, 近30年来增加了近1倍, 与水泥和混凝土有关的标准就超过290个, 是世界上最完善的材料及其试验方法标准体系。在ASTM C 219-94“关于水硬性水泥的标准术语”中, 将水泥制造过程中用混合粉磨或直接混入方式加入的有限量物料称为水泥添加剂 (additions) 并分为利于粉磨和储运的工艺添加剂 (processing additions) 和调节水泥终成品使用性能的功能添加剂 (functional additions) , 分别符合ASTM C 465和ASTM C688的要求。在ASTM标准中还规定, 掺有引气剂的水泥在水泥代号后应加后缀‘A’。

在我国水泥标准GB/T 4131-1997“水泥的命名, 定义和术语”的4.17节明确了助磨剂 (grinding aids) 的含义, “在水泥粉磨时加入的起助磨作用而又不损害水泥性能的外加剂, 其加入量应不超过水泥重量的1%”。说明我国标准还未涉及工艺添加剂中的“助流”作用的工艺外加剂和调节水泥使用性能的功能添加剂。至于我国立窑水泥烧成中曾广为应用的复合矿化剂、晶种、速烧剂及节煤助燃剂等烧成工艺添加剂还未被纳入水泥标准中。

1997年我国首次发布的JC/T 667-1997“水泥粉磨用工艺外加剂”内容几乎等同采用ASTM C 465。

4 ASTM C 465-99 (2005) “用于制造水硬性水泥的工艺添加剂”

对于标准文献, 往往一下子不能全读懂, 这主要是因为标准起草人所经历的过程和掌握的知识读者不全了解。对于国外标准, 正确理解要更困难些, 要多查些相关资料才能弄清楚。

4.1 什么是水泥工艺添加剂

按字面理解, 应是在水泥生产过程加入的少量物质, 可包括助烧剂和助磨剂。但从C 465标准4.6节可知, 工艺添加剂指的是助磨剂或者阻聚分散剂 (pack set inhibitors) , 能增加水泥在磨中流动性, 缩短水泥在磨中逗留时间, 从而明显改变水泥粒度分布和物理化学性能。原来认为“pack set”是“包凝”的意思, 这是不对的。上世纪30年代, 美国水泥运输已有部分用散装汽运或火车罐车运输。由于经过粉磨的水泥粉体的表面能较高, 并带有未被平衡的电荷, 易产生自集聚、凝聚或附聚在管道或储库的壁上, 从而对水泥粉体的流动产生阻力, 造成水泥输送、装卸延误时间, 引起供需双方的矛盾, 因此当时迫切需要一种添加剂能克服水泥凝聚效应和促进水泥的流动。后来发现阻聚分散剂都有助磨效果。凝聚 (pack set) 与库凝 (warehouse set) 不同, 后者指的是由水泥颗粒表面水化而引起的结块。

4.2 对工艺添加剂的技术要求

掺有受检工艺添加剂 (混凝土外加剂) 的水泥 (混凝土) 称掺剂水泥 (混凝土) , 不掺添加剂 (混凝土外加剂) 的水泥 (混凝土) 称对比水泥 (混凝土) (reference或control) 。我国混凝土标准起草者把对比水泥 (混凝土) 称基准水泥 (混凝土) , 不够确切。C 465要求掺剂水泥与对比水泥相比, 各项性能的变化应在一定范围之内 (见表1) 。当然掺剂水泥与相应的无剂对比水泥本身要符合相应水泥标准的各项要求。

美国水泥混凝土普遍要求引气, 以增加耐久性, 这是一项行之有效的实践。所以要求工艺添加剂不能影响引气剂的引气性能 (表1中h项要求) 。

4.3 试验方法

C 465所引用的标准有29个之多, 大部分是测定水泥性能的标准方法。

a.对液体工艺添加剂进行测试:比重—D981 A法或B法;含水量-E 203;

b.对水泥进行测试:化学分析-C 114;矿物组成-C 150;细度-C 115浊度计或C 204透气法;标准稠度-C 187;凝结时间-C 191 (维卡仪) ;压蒸膨胀-C 151;胶砂含气量-C 185;胶砂抗压强度C 109/C 109M;砂浆干缩-C 596;

c.新拌混凝土制备:材料称量C 192, 水泥用量307±3kg/m3, 用水量按塌落度为64±13mm测定, 体积砂率为40% (卵石) 或45% (碎石) ;

d.混凝土搅拌-C 192;

e.新拌混凝土测试:塌落度-C 143;容重—C 138;含气量-C 138, C 231或C 173;

f.混凝土试体成型养护:抗压强度-C 192和C 617;抗弯强度-C 192;

g.硬化混凝土试体测试:抗压强度-C 293或C 78;抗弯强度-C 39。

4.4 试验用水泥

在工艺添加剂的发展早期, 美国标准局 (National Bureau of Standards, ASTM的前身) 对工艺添加剂的生产许可非常严格。美国第一个助磨剂TDA从1933年在Universal Atlas水泥厂试验, 此后又在其它30个水泥厂试验。试验取得了良好的结果, 这才改变了标准局的看法。在1937—1938年, 要求对17对水泥而且是在不同磨机上磨制的水泥进行试验, 工艺添加剂才有可能领到证书。至1960年为止批准生产的工艺添加剂只有TDA、109-B和Polyton T。1961年ASTM C 465-61T首次发布后, 对于硅酸盐水泥, 要求至少取5种不同的熟料:两种Ⅰ型水泥 (C3A含量不低于9.0%) , 一种Ⅱ型水泥和两种Ⅲ型水泥。这3种水泥具有不同的矿物组成, 不同的易磨性, 是美国使用量最大的水泥。其矿物组成列于表2。

如工艺添加剂只限于某一种特种水泥, 至少要从不同工厂的两种该熟料磨制成两对水泥。如添加剂只用于某一工厂, 则该厂生产的每一种水泥至少取两对试验水泥。这里特别要说清楚的一点是, C 465所指的水泥试样对 (掺添加剂的水泥与不掺剂的对比水泥) 是从粉磨车间的生产线上取的 (见标准第5章) , 也就是说经过生产磨粉磨的水泥。当添加剂对水泥的流动性影响特别大时, 也可以用实验室小磨或工业试验磨做补充试验 (4.6节) 而且应在试验报告中说明 (4.7) 。试样对的两个水泥应具有相近的比表面积 (±7㎡/㎏-C 115法或±13㎡/㎏-C 204法) 和SO3含量 (两者之差不大于0.3%) 。我国JC/T 667-2004则不同, 检验助磨效果用试验室小磨。为试验助磨剂对胶砂和混凝土性能影响, 将助磨剂与取自5个工厂的10个通用水泥直接混合 (液体助磨剂与拌合水相混) 。显然通过大磨粉磨, 助磨剂在超过100℃的温度条件下与水泥颗粒断裂表面产生力化学反应要比常温混合强烈得多, 因而性能也会有较大的分别。试验室500mm×500mm小试验磨通常磨温低于60℃, 而且物料也没有横向流动或分级, 因此小磨磨制的水泥与生产磨磨制的水泥性能又有显著的不同。

4.5 助磨剂掺量分析

C 465要求工艺添加剂销售商 (或生产厂) 给用户提供该添加剂在水泥中含量的分析方法 (4.2) , 并要对掺剂水泥和对比水泥中添加剂进行定量分析 (3.17) , 看其含量是否在允许的范围内 (4.42) 并记入试验报告 (13.1.4) 。这点国人不易理解, 这不是让生产商告诉用户配方吗?其实不然, 生产商一定会千方百计地保守其核心机密, 况且给你的组分也不完全真实, 此外发达国家专利意识比较强, 专利侵权纠纷较少。有了测量水泥中助磨剂含量的方法, 就能保证其在水泥中的安全用量, 不会产生对水泥混凝土性能有负面影响。

4.6 免责声明

与许多产品说明书、服务声明一样, C 465有两处免责声明:a.第1.2条指出标准实验中的安全问题由标准用户考虑和负责;b.标准最后第一段 (小号字) 指出, 对于标准中涉及的产品或方法的专利权有效性和侵权危险性由用户负全责, 美国试验和材料协会不负任何责任。例如, 上面提到的助磨剂含量分析可能会引起专利侵权和卫权之争。

5 ASTM C 688-00 (2005) “用于水硬性水泥的功能添加剂”

C 688标准的第一章“范围”中指出, 标准涉及评价功能添加剂在改善水泥性能方面的有效性方法, 在制造水泥时, 功能添加剂与水泥熟料共同粉磨。这就明确指出, 工艺添加剂或功能添加剂均为在水泥终粉磨时加入的添加剂, 而非工地现场加入的砂浆或混凝土外加剂。另外C 465和C 688均未对添加剂的量作出明确规定, 其用量是达到预定性能要求的掺量并在该用量条件下, 添加剂对水泥混凝土无负面影响。美国ASTM C150“波特兰水泥规范”第5章指出水泥添加剂包括: (1) 硫酸钙:随水泥类型和C3A含量不同, SO3不得超过3.0%~4.5%; (2) 符合C 465的工艺添加剂; (3) 不超过5%的石灰石; (4) 符合C226的引气剂。

按C 150的精神, 波特兰水泥中不应含除硫酸钙之外的功能添加剂, 说明标准间有不一致的地方。C 688中6.5节指出, 添加剂最大使用量应是掺入5种评价水泥中符合标准要求的最大试验掺量, 如要超量使用, 必须做符合性试验。一般功能添加剂的掺量要比工艺添加剂多好几倍 (6.7节) 。

5.1 功能添加剂的种类

列入C 688的功能添加剂有6种:早强剂 (促凝、早强) 、缓凝剂、调凝剂、减水剂、减水早强剂和减水缓凝剂。调凝剂指的是从Ca SO4至Ca SO4·2H2O任何水化状态的硫酸钙, 也就是说把石膏也归入了功能添加剂。

5.2 功能添加剂评价指标

掺功能添加剂的净浆和砂浆性能应满足表3要求, 掺剂混凝土性能应满足表4要求。由表3可知, 掺剂净浆和砂浆与不掺剂的对比样相对照, 减水剂降低净浆标准稠度需水量至少1个百分点, 降低砂浆标准流动度需水量至少4个百分点, 缓凝剂延长终凝时间不超过3.5h, 早强剂1天3天抗压强度比大于125%, 调凝剂石膏对水泥终凝时间的调整范围从提前不超过1小时到延迟不超过1.5小时。表4指出, 减水剂对混凝土的减水率至少5%, 缓凝剂延长混凝土终凝时间不超过3.5h, 早强剂能提高1天3天抗压强度至少25%, 28天以后的相对抗压强度不能低于90%。如果含功能添加剂的受检水泥不能符合表3所列要求, 而能全部符合表4所列要求, 则表4所列各项要求成为判断功能添加剂是否合格的准则 (调凝剂除外) 。

A负号表示需水量较对比水泥小, 加号表示需水量较对比水泥大;

B或者延长对比水泥初凝时间的50%;

C选用Vicat法或Gillmore法测凝结时间由厂方选择;

D试验水泥的胶砂抗压强度不能低于前一测试龄期强度值的95%, 这一规定的目地是要求受试水泥添加剂不会造成水泥强度倒缩;

E如果只要求早强剂起促凝作用, 抗压强度比只要求100%;

F含调凝剂试体的1、3、7、28天强度值的总平均值必须不小于相应对比水泥各龄期强度总平均值的95%。

G表中所列值为试验值允许的正常变化范围。例如, 掺缓凝剂混凝土的抗压强度比达到90%是要求它的抗压强度能达到与对比混凝土相比拟的水平;

H或者至少延长对比混凝土凝结时间的一半;

I掺功能添加剂混凝土的抗压、抗弯强度不能低于前一龄期强度的90%, 这一条的目的是要求受检添加剂不会使混凝土的强度随龄期增长而下降;

J 1天强度只适用于Ⅲ型水泥。必须做一年强度试验。当买主要求时, 可以在3月强度结果出来后, 审批添加剂;

K当只要求促凝功能时, 强度比指标可降至100%;

L本指标适用于掺入引气混凝土的添加剂。

5.3 检验方法

(1) 水泥和砂浆测试方法:压蒸膨胀-C151;胶砂干缩-C 596;净浆标准稠度-C 187;胶砂流动度稠度-C 109;凝结时间-C 266, 对于采用调凝剂石膏的样品, 应在3月之后对密封样品进行重复检验;抗压强度-C 109, 建议每个龄期抗压试体成型9块, 以保证可破型试体有6块。如可破型试块少于4块, 试验要重做。在试块湿气养护时, 要求掺剂试块与无剂试块试块对相邻放置, 而脱模后试块对要分池水养, 避免添加剂从有剂试块溶出影响无剂试块的性能;假凝-C 451, 只用于调凝剂。

(2) 混凝土测试方法:塌落度-C 143, 要求掺剂与无剂对比新拌混凝土的塌落度为64±13mm, 并以此确定用水量;凝结时间-C403;抗压强度-C 39;抗弯强度-C 78;混凝土与钢筋粒结力-C 234;体积变化-C 157;抗冻融 (耐久性系数) -C 666;泌水性-C 232 (用户要求时做) 。

5.4 告用户定性定量方法

6.2节和5.1.2段明确指出, 生产商或销售商应提供成品水泥中所用添加剂的定性定量方法, 定量分析结果是添加剂报告的一部分。这种做法能有效保证水泥功能添加剂的安全使用。应买主的要求, 制造商还应以书面的形式报告可能对水泥混凝土某些性能有不利影响的物质的含量 (6.3) 。

5.5 试验用水泥

用于评价功能添加剂的水泥取自工业生产磨, 其要求与C 465标准基本相同, 仅有一点不同, 在用于硅酸盐水泥时要求取5种水泥, 在评价工艺添加剂时, 要求所取的两种Ⅰ型水泥熟料中C3A量不小于9.0%, 而评价功能添加剂时, 两种Ⅰ型水泥中只要求一种水泥熟料的C3A含量不小于9.0%。在评价调凝剂时, 掺与不掺石膏的试样对要在同样温度下粉磨 (两者磨温相差在±3℃内) 。取样方法与C 465的规定相同 (第7章) , 每种水泥至少取300㎏。

5.6 标准的修订

在ASTM标准的最后都有一段小字:本标准在任何时间可由其归口的技术委员会进行修订, 每5年必须检评1次, 如不修订, 则须确认或撤消。欢迎对本标准提出修改意见或者建议另订标准。你的意见将在归口的技术委员会会议上被仔细讨论 (你也可以出席) 。如果你感到你的意见未受到足够重视, 可向ASTM标准委员会申诉。就拿C 688来说, 自从1971年首次批准之后, 于1975年6月27日、1977年8月26日、1989年2月24日、1989年5月26日、1994年11月15日、1995年3月15日、1996年5月10日、2000年6月10日8次修订版得到批准, 反映了在1971-1977和1989-1996期间美国开发利用水泥功能添加剂比较活跃。首版ASTM C 688-71T (T的含义是试用, tentative) 的引用标准只有十几个, 2000版引用标准有20几个, 说明标准不断提高、完善。

6 结语

从学习国外水泥添加剂标准, 得到以下几点感想:

(1) 欧洲和美国在使用水泥添加剂方面比我国先进。欧洲通用水泥标准允许水泥生产时掺入对水泥生产或水泥性能有利的无机或有机添加剂 (包括混凝土和砂浆外加剂) , 总量不超过水泥重量的1.0%, 有机添加剂不超过0.5%。美国制订了两个水泥添加剂标准的目的也是改善水泥生产和改善水泥使用性能。其用量不作具体规定, 用量由所要求达到的效果而定, 而且在该掺量条件下, 不会对水泥产生不利影响。此外, 美国还把硫酸钙、碳酸钙微集料和引气剂纳入水泥添加剂范围。

(2) 美国标准所指工艺添加剂和功能添加剂都是加入水泥磨机通过混合粉磨来使用。用于评价水泥添加剂的试验水泥也是从大磨生产线取, 必要时可做试验室小磨或者中试磨补充试验。我国助磨剂标准规定的试验水泥是通过水泥与助磨剂混合的方法制得。这两类试验水泥由于所经历的物理化学过程不同, 其试验结果显然是不同的。数据和经验告诉我们, 大磨试验数据能较好反映水泥添加剂的使用效果。

(3) 美国水泥添加剂标准要求提供成分的定性定量方法。助磨剂的配方将随着助磨剂的发展而透明化。我国的食品药品已要求在说明书标明主要成分。你知道了主要成分不等于你能生产出优质产品, 这里还牵涉到组分的相对量、少量和微量成分、原料来源和预处理、生产工艺过程等方面的技术秘密以及生产管理的科学与严格。

(4) 美国试验和材料协会公开广泛征求意见, 并在需要的任何时间由归口的技术委员对标准进行修订, 这就保证了标准的先进性和实用性, 值得我国学习。

(5) 美国水泥添加剂标准引用的测试方法较多, 测试比较严格, 数据比较可靠。如胶砂抗压强度测试采用了50mm立方体, 要求每一龄期成型至少6块, 建议9块, 因为剔除不合格试块后如少于4块试验要重做。在试块成型后湿养时, 要求掺添加剂的试块与相应不掺添加剂的试块对相邻放置, 而水养时要分池放。混凝土强度试验要求做1年龄期数据。另外对于水泥细度检验, 要求在取样后立即做。

(6) 为提高产品质量和技术水平, 适应市场经济和国际贸易的需要, 我们要积极引进国外先进标准。只有全面正确理解国外标准才能学到其先进点。引进不能全盘照抄, 而应结合中国实际情况, 并且不忘自主创新。

摘要：本文介绍国外水泥添加剂标准, 尤其详细介绍“ASTM C 465水泥工艺添加剂”和“ASTM C 688水泥功能添加剂”两个标准。正确理解和吸收国外标准的先进点对提高我国水泥添加剂的研发和利用水平和克服目前存在的问题非常有益。