百年企业奥蒙德—可靠、高效、低耗 为水泥企业提供高品质物料输送设备
此后跟随着水泥行业的步伐，奥蒙德公司不断发展壮大，现已成为水泥及相关产业各类散装物料输送和储存方面公认的专家。
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引言
表1 水泥封存样与封存6个月的物理性能对比
表2 入库水泥与圆库内贮存3个月水泥物理性能比较
注：入库样品为3个人库编号平均值；出库样品为包装该库3个编号平均值。表3 成品库中长期存袋装水泥物理性能变化
表4 长期贮存水泥质检部门抽检结果和兄弟厂长期贮存试验结果
表5 露天存放袋装水泥长期贮存物理性能变化
表6 存放3个月水泥垛最表层与垛内水泥强度对比
1.3.2 垛最表层水泥袋中不同位置水泥强度变化
为探究最表层袋装水泥袋内不同位置强度值的变化，我们按照接触大气程度，对袋内水泥进行分类强度试验。
试验方法:抽取10袋存放期3个月以上，垛最表层水泥，按照接触大气程度进行分组强度试验。分组方法见表7和图1。表7 最表层袋装水泥袋内不同位置水泥强度试验
表8 陕西省府谷县1998年月平均温度、降水量和平均相对温度
我国北方地区霜冻期一般较长，如神东水泥厂所在区长达4个月，施工部门大多在0℃以下就停止户外施工，使水泥用量锐减，市场价格下降，水泥销售极为困难。多数企业不得不因水泥滞销而停产，年生产仅为9～10个月，生产能力只能发挥75%～85%左右。但到施工黄金季节(每年4～10月份)，企业开足马力也难以满足市场需求，水泥价格要比冬季高50～60元/t。因此，在冬季较多地贮存些水泥是充分发挥企业生产能力，平衡水泥淡季与旺季的供求矛盾，提高企业经济效益的有效措施。
但是，过去绝大多数水泥技术资料、论文都认为水泥强度会随着贮存时间的延长而明显下降。下降的幅度说法不一，有的资料〔1〕认为:用4层纸袋封存水泥试样15d后，28d抗压强度下降约10%左右，用普通塑料袋(聚氯乙烯塑料制品)存放1个月，其抗压强度下降12%；也有资料〔2〕认为:普通水泥存放3个月活性下降约20%，存放半年下降约30%，存放1年下降约40%。受此影响，水泥厂一般都不长时间存放水泥，存放最多不超过1个月。但神东水泥厂几年来冬贮水泥实践证实，在我国北方的冬春季节贮存3～6个月，强度无明显下降，有的还有不同程度升高，尤其3d抗压强度升高最为显著。文献〔3〕也证实了这一点。本文针对北方地区冬贮水泥的特点，总结神东水泥厂经验，对冬贮中有关问题进行试验和研究，对冬贮水泥强度变化原因进行了初步探讨。
1 不同存放条件下水泥物理性能的变化
1.1 在相对密封条件下散装水泥变化情况
1.1.1 在密封筒中长期贮存
封存样可以说是水泥比较理想的密封环境，通过2组封存样与封存6个月后水泥强度进行对比看出，水泥强度均无明显降低，有些强度还有不同程度提高，尤其3d抗压强度平均升高20%左右，见表1。
| 编号 | 成型日期 | 凝结时间/(h:min) | 安定性 | 抗折强度/MPa | 抗压强度/MPa | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 初凝 | 终凝 | 3d | 28d | 3d | 28d | |||
| 237－0 | 1998.12.2 | 2:40 | 4:05 | 松 | 5.29 | 7.80 | 25.08 | 53.40 |
| 237－6 | 1999.6.1 | 2:28 | 3:58 | 合格 | 5.47 | 8.15 | 30.81 | 51.15 |
| 237－0/237－6 | 100/92.5 | 100/97.1 | 100/103 | 100/104 | 100/123 | 100/96 | ||
| 251－0 | 1998.12.17 | 裂 | 5.43 | 7.40 | 25.40 | 49.10 | ||
| 251－6 | 1999.6.1 | 合格 | 5.42 | 8.57 | 30.17 | 54.28 | ||
| 251－0/251－6 | 100/100 | 100/116 | 100/119 | 100/111 | ||||
1.1.2 在圆库内长期贮存
圆库内散装水泥除库中最上层与不流动大气接触较多外，其余均可视为在密封条件较好情况下贮存。将入库水泥与在圆库内贮存3个月的水泥进行强度比较看出，水泥在圆库内强度变化同封存样基本相同，结果见表2。
| 成型时间 | 凝结时间/(h:min) | 安定性 | 抗折强度/MPa | 抗压强度/MPa | 备注 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 初凝 | 终凝 | 3d | 28d | 3d | 28d | |||
| 1998.12.26 | 2:42 | 4:17 | 曲 | 5.26 | 7.87 | 25.71 | 48.2 | 入库样品 |
| 1999.3.12 | 2:57 | 4:58 | 合格 | 5.04 | 7.98 | 26.57 | 51.77 | 出库样品 |
| 入库/出库 | 100/109 | 100/116 | 100/96 | 100/101 | 100/103 | 100/107 | ||
注：入库样品为3个人库编号平均值；出库样品为包装该库3个编号平均值。
有资料介绍，水泥凝结时间与空气中CO2浓度有关。从表1、2中看出凝结有快、有慢，本文不再探讨。
结论一:散装水泥在密封条件相对较好情况下长期贮存，水泥强度无明显降低，多数龄期还有不同程度提高，尤其3d抗压强度升高概率与幅度最大。
1.2 袋装水泥不同存放条件下物理性能变化
1.2.1 成品库房内长期贮存
试验条件:包装袋为单层聚氯乙烯编织袋；成品库房为两侧敞开式库房，水泥垛上无遮盖物，库内通风状况良好。
成品库中长期存放袋装水泥的物理性能变化见表3。长期存放水泥质检部门抽检结果见表4。
| 编号 | 成型日期 | 安定性 | 抗折强度/MPa | 抗压强度/MPa | 备注 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3d | 28d | 3d | 28d | ||||
| 230－0 | 1998.11.28 | 合格 | 5.16 | 8.11 | 24.12 | 52.06 | 封存样 |
| 230－3 | 1999.3.16 | 合格 | 5.37 | 7.87 | 27.40 | 50.20 | 垛内样 |
| 230－0/230－3 | 100/104 | 100/97 | 100/114 | 100/97 | |||
| 238－0 | 1998.12.3 | 松 | 5.40 | 7.20 | 27.06 | 54.80 | 封存样 |
| 238－3 | 1999.3.19 | 合格 | 5.30 | 8.08 | 28.10 | 54.43 | 垛内样 |
| 238－0/238－3 | 100/98 | 100/112 | 100/104 | 100/99 | |||
| 255－0 | 1998.12.19 | 裂 | 4.71 | 7.1 | 23.69 | 45.30 | 封存样 |
| 255－5 | 1999.5.27 | 合格 | 5.48 | 8.03 | 29.83 | 53.16 | 垛内样 |
| 255－0/255－5 | 100/116 | 100/113 | 100/126 | 100/117 | |||
| 编号 | 成型日期 | 安定性 | 抗折强度/MPa | 抗压强度/MPa | 备注 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3d | 28d | 3d | 28d | ||||
| 246－0 | 1998.12.12 | 弯 | 5.48 | 8.30 | 26.05 | 53.80 | 本厂封存样 |
| 246－3 | 1999.3.25 | 合格 | 5.72 | 8.07 | 29.03 | 53.16 | 现场3个月后复检 |
| 246－抽 | 1999.3.29 | 合格 | 5.35 | 8.65 | 29.40 | 55.20 | 质检站现场抽样 |
| 246－0/246－3 | 100/104 | 100/97 | 100/111 | 100/99 | |||
| 246－0/246－抽 | 100/98 | 100/104 | 100/113 | 100/103 | |||
| 2－25 | 2.25 | 不合格 | 4.4 | 7.2 | 21.7 | 50.6 | 牡丹江水泥厂〔3〕 |
| 3个月后复检 | 5.21 | 合格 | 5.1 | 7.8 | 25.0 | 50.2 | 牡丹江水泥厂 |
| 2－25/复检 | 100/116 | 100/108 | 100/115 | 100/99 | |||
袋装水泥在成品库内长期贮存，水泥强度均无明显下降，多数龄期强度有所增长，质检部门抽查结果和牡丹江水泥厂试验的结果验证了以上结论。从表3中还可以发现长期贮存水泥强度增长与水泥安定性有关，即安定性愈差的水泥，随贮存时间的延长，强度增长的概率和幅度也增大。
1.2.2 露天长期贮存
试验条件:包装袋同上。
袋装水泥露天，高于地面80cm水泥平台存放，蓬布遮盖。
袋装水泥露天长期贮存，强度无明显降低，与成品库内存放效果基本相同。需要指出的是:由于雨淋，该编号5%左右水泥袋结为硬块，然而垛内未硬结的袋装水泥强度依然没有降低，多数还有所增长(见表5中编号258-5)。
| 编号 | 成型日期 | 安定性 | 抗折强度/MPa | 抗压强度/MPa | 备注 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3d | 28d | 3d | 28d | ||||
| 258－0 | 1998.12.21 | 溃 | 5.31 | 8.10 | 29.99 | 48.4 | 封存样 |
| 258－3 | 1999.3.4 | 松 | 5.11 | 7.45 | 24.47 | 49.9 | 垛表层样 |
| 258－5 | 1999.5.30 | 合格 | 5.77 | 8.11 | 30.48 | 51.93 | 垛内样 |
| 258－0/258－3 | 100/96 | 100/92 | 100/82 | 100/103 | |||
| 258－0/258－5 | 100/107 | 100/100 | 100/102 | 100/107 | |||
结论二:1)袋装水泥库房内长期贮存与露天长期贮存其贮存效果基本一样，水泥强度均无明显下降，多数有所增长。
2)水泥长期贮存强度增长概率和幅度与水泥安定性有一定相关关系。
1.3 水泥强度与接触大气程度的关系
1.3.1 袋装水泥在成品垛不同位置上强度变化
我们在长期冬贮水泥实践中发现:无论是库房还是露天存放，水泥垛最表层水泥与垛内水泥强度差别甚大，垛第二层与垛内差别就不大了(见表6)。我们认为，垛表层水泥强度降低原因是接触大气流动空气最多，吸收空气中水分进行水化的概率最大，故强度有所降低。垛内水泥接触空气面积较少，而且是相对不流动的空气，吸收空气中水蒸气进行水化可能性较小，所以强度值较高。
| 编号 | 成型时期 | 抗折强度/MPa | 抗压强度/MPa | ||
|---|---|---|---|---|---|
| 3d | 28d | 3d | 28d | ||
| 230－表层 | 1999.3.7 | 4.25 | 7.91 | 19.59 | 49.41 |
| 230－垛内 | 1999.3.17 | 5.37 | 7.87 | 27.40 | 50.20 |
| 表层/垛内 | 100/126 | 100/99 | 100/139 | 100/102 | |
| 238－表层 | 1999.3.7 | 4.93 | 8.00 | 25.59 | 51.30 |
| 238－垛内 | 1999.3.19 | 5.30 | 8.08 | 28.10 | 54.43 |
| 表层/垛内 | 100/108 | 100/101 | 100/110 | 100/106 | |
1.3.2 垛最表层水泥袋中不同位置水泥强度变化
为探究最表层袋装水泥袋内不同位置强度值的变化，我们按照接触大气程度，对袋内水泥进行分类强度试验。
试验方法:抽取10袋存放期3个月以上，垛最表层水泥，按照接触大气程度进行分组强度试验。分组方法见表7和图1。
| 编号 | 存放时间 | 取样位置 | 抗折强度/MPa | 抗压强度/MPa | ||
| 3d | 28d | 3d | 28d | |||
| D0 | 包装时 | 密封样 | 5.40 | 7.91 | 25.21 | 54.87 |
| D1 | 3个月 | 接触大气最多袋表皮样 | 4.73 | 8.02 | 23.64 | 49.50 |
| D2 | 3个月 | 接触大气袋头样 | 5.10 | 8.37 | 24.96 | 52.36 |
| D3 | 3个月 | 不接触大气袋中心样 | 5.09 | 8.36 | 26.60 | 53.70 |
| D4 | 3个月 | D1～D310袋混合样 | 5.14 | 7.92 | 26.18 | 53.67 |
图1 袋内水泥取样位置示意图
(阴影为直接接触大气部位，即取样部位)
从表7可以看出，袋内水泥强度的高低与大气接触面积呈负相关。D1接触面积最多，强度下降幅度也最大；D2次之；D3袋中心样不直接接触空气，强度值与密封样基本持平，3d强度还有所升高。需要指出一点，10袋样品混合在一起，水泥强度与封存样相比却无明显降低。说明由于水泥是粉状物料，对空气流动阻力较大，空气中水蒸气仅能与袋装水泥中表层化合，难以再往里渗透，所以袋水泥中因水化强度降低水泥所占比例很少，故混合样强度无明显下降。
结论三:1)水泥长期贮存强度下降与大气直接接触程度有关。对每垛水泥来说，最外层水泥比垛内水泥强度要低；具体到每袋水泥来说，直接接触流动空气表层水泥比袋中心强度要低。
2)装袋水泥水化仅发生在袋表层水泥中，所占比例很少，整袋水泥平均强度无明显下降。
2 水泥强度变化原因探析
2.1 水泥强度下降的原因
水泥长期贮存强度会下降主要因为水泥是活性物质，水泥细粉与空气中水蒸气和CO2发生化学反应所造成。反应在水泥颗粒表面薄薄一层进行，颗粒中未水化的大部分被已水化的部分包裹，发挥不了作用，从而造成强度损失。反应虽然较慢，但由于长时间持续不断进行也会发生量变到质变的过程。据此，可把影响长期贮存水泥强度下降因素分为二大类，一是对水泥本身来说:水泥矿物组成、细度和水分。二是水泥贮存环境:空气含水量、环境温度、空气流动度、水泥与空气接触的面积和贮存时间等。通过本文试验，我们认为影响水泥长期贮存强度降低的首要因素是空气湿度、温度和流动度。其次是水泥与大气直接接触的程度。北方地区冬春长期贮存水泥强度无明显下降主要是气温较低，空气干燥，为减少水泥水化提供有利条件，见表8。
| 月份 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 平均温度/℃ | －9 | 0.1 | 4.5 | 15.6 | 16.7 | 23.0 | 24.1 | 22.2 | 19.8 | 11.0 | 4.3 | －2.9 |
| 降水量/ml | 5.4 | 2.1 | 18.4 | 44.4 | 59.2 | 91.5 | 117.9 | 60.0 | 51.8 | 27.6 | 0 | 0.9 |
| 相对湿度/% | 53 | 51 | 46 | 47 | 53 | 45 | 65 | 62 | 53 | 56 | 38 | 44 |
2.2 我国北方地区冬贮水泥强度升高原因
我国北方地区冬春季节水泥长期贮存强度不但不下降，反而有所升高的原因，至今还在探索之中。本文认为水泥中fCaO在长贮中得到充分消解，大大减少了fCaO水化时体积膨胀对强度的不利影响，尤其对fCaO膨胀比较敏感的早期强度效果最为显著，故3d抗压强度增长幅度最大(见本文结论二)。
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