西藏祁連山公司研發(fā)高高原低堿水泥紀實

歷經(jīng)300多個不眠之夜、24次煅燒、572次化驗，45人參與其中，最終克服高海拔、高寒缺氧的條件限制，創(chuàng)新性地研制出更加適合青藏高原地區(qū)使用的“高高原水泥”，用于各種機場、道路建設，為助力西藏經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展提供堅實的保障。

創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力。一直以來，祁連山水泥始終注重創(chuàng)新驅(qū)動、內(nèi)生增長，堅持以市場需求為導向，致力于生產(chǎn)和研發(fā)各種需求水泥產(chǎn)品。從適用日常基建的普通水泥到滿足大中型水利工程、油井需用的特種水泥，再到機場道面水泥、高高原水泥，祁連山水泥目前可生產(chǎn)15個品種水泥，滿足各類工程需要。

領(lǐng)重任：展現(xiàn)央企風采

市場需求催生市場機遇和企業(yè)創(chuàng)新能力。隨著西藏自治區(qū)發(fā)改委公布的《西藏自治區(qū)通用航空發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》，規(guī)劃至2023年新建58個通用機場。對于具有國企身份的祁連山水泥而言，能夠參與到此項規(guī)劃中，不僅是機遇和榮光，更是義不容辭的使命擔當。

然而，由于西藏高海拔缺氧、低堿原材料緊缺，盡管當?shù)囟嗉依吓扑嗥髽I(yè)能夠生產(chǎn)低堿水泥，但批量生產(chǎn)后隨機抽查的水泥因達不到機場低堿水泥質(zhì)量標準，存在產(chǎn)生裂紋等質(zhì)量風險，導致西藏機場使用的低堿水泥全部要從區(qū)外運進，無疑增加了運輸、時間等各項成本。

如何破解這一難題？這個重擔壓到了西藏祁連山公司的身上。在惡劣的條件面前，祁連山人發(fā)揮永不服輸、敢為人先的斗爭精神，西藏祁連山公司黨總支部牽頭成立“高高原低堿水泥研發(fā)組”，并立下“軍令狀”。

萬事開頭難！擺在眾人面前的第一道難關(guān)就是缺少合適的原材料，石灰石堿含量低于0.2%，鐵質(zhì)校正原材料的堿含量低于1.0%。面對開山攔路虎，西藏祁連山公司沒有退縮，而是積極擔當責任，展現(xiàn)央企風采。為了尋找符合生產(chǎn)低堿水泥的原材料，研發(fā)人員在公司500公里范圍內(nèi)開展“地毯式”搜索，尋找堿含量低于0.7%硅鋁質(zhì)校正原材料。

歷時3個多月，最終尋找到了堿含量符合標準的火山灰。再經(jīng)反復檢驗和理論推算，滿足生產(chǎn)低堿水泥的需求。針對低堿水泥對石灰石堿含量低的要求，研發(fā)人員還通過對礦山石灰石開采礦脈的研判，對堿含量較低的石灰石分區(qū)開采、單獨存放、進料、入庫，保證堿含量滿足生產(chǎn)需要。

全新的原材料，如何合理制作“配方”成了第二個難關(guān)。為此，研發(fā)人員反復比對測算，最終確定采用石灰石、硅質(zhì)板巖、火山灰、尾礦渣（銅冶煉渣）四組分配料方案。

根據(jù)西藏祁連山公司工藝條件、原燃材料情況及試驗，不僅充分考慮熟料三率值系數(shù)，又要全面考慮機場低堿水泥對抗壓抗折強度、需水量、干縮率、水化熱等特殊要求，在配料過程中增加了銅尾渣含量，即補充鈣硅又補鐵，確保煅燒有適宜的液相量和較低的液相黏度，從而有利于C3S的形成，降低熟料的f-CaO含量，也提高了C4AF含量，從而提高熟料3天、28天強度，同時對提升水泥的早期、后期強度都有顯著效果。

求突破：化被動為主動

接下來，西藏祁連山公司又鉚足勁開始攻克熟料煅燒的挑戰(zhàn)。

在生產(chǎn)低堿水泥初期，從方案確定到材料的準備，從現(xiàn)場組織到配料優(yōu)化和中控操作，無疑是“摸著石頭過河”。生產(chǎn)過程控制難度之大難以想象，面對質(zhì)量指標波動較大、中控操作難度大造成多次如預熱器塌料、熟料結(jié)大塊等工藝問題，研發(fā)人員多次開展專題討論，改變了生產(chǎn)被動的局面，達到技術(shù)上進步完善。

與普通水泥熟料相比，低堿水泥指標要求高，生產(chǎn)難度大，配料方案不是很理想。在生產(chǎn)低堿熟料期間，因物料煅燒困難，窯前飛沙大，質(zhì)量不合格，操作員習慣性加大系統(tǒng)拉風、增加頭煤使用量，致使煙室、分解爐縮口溫度過高，物料發(fā)黏產(chǎn)生大量結(jié)皮，影響系統(tǒng)通風及窯內(nèi)煅燒。針對以上問題，研發(fā)組及時召開專題會進行探討，制定措施，從生料細度到溫度控制，燃燒器、分解爐溫度、三次風閥門開度以及篦冷機相關(guān)參數(shù)調(diào)整等，需要不斷優(yōu)化。為此，科研組不分晝夜，加班加點。功夫不負有心人，最終，低堿水泥煅燒問題得以完美解決。

生產(chǎn)水泥之前根據(jù)堿含量的要求，確定了水泥生產(chǎn)方案為：89.0%熟料+5.0%石膏+6.0%石灰石。開磨前由專業(yè)人員分專業(yè)對粉磨系統(tǒng)所有設備進行檢查，確保粉磨系統(tǒng)設備運行的可靠性，避免因設備跳停等原因造成水泥質(zhì)量波動，根據(jù)研發(fā)組確定的水泥顆粒分布，要達到標準稠度≤25.0%、水化熱≤250J/g、干縮率≤0.09%等指標，水泥粉磨環(huán)節(jié)需大幅降低成品中3μm顆粒含量等要求，水泥磨管理人員依據(jù)化驗室的檢驗數(shù)據(jù)，跟班指導調(diào)整水泥粉磨參數(shù)，合理確定磨機的循環(huán)負荷率、選粉效率等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，根據(jù)磨況及時調(diào)整操作參數(shù)，解決了產(chǎn)品中小于3μm顆粒過多的問題，改變水泥的分散度，使水泥的顆粒分布趨向合理，確保水泥各齡期強度的提高。

經(jīng)考驗：高質(zhì)量交答卷

以科技賦能發(fā)展，以實干填補空白。憑著不屈不撓的精神，西藏祁連山公司終于完成了適合青藏高原的低堿水泥研發(fā)，從尋找原材料到克服一道道難關(guān)，為助力西藏經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展貢獻著力量。

生產(chǎn)過程的質(zhì)量檢驗更是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。試生產(chǎn)過程中，對出磨生料、入窯生料每小時檢測一次；熟料游離氧化鈣每兩時檢驗一次，檢測結(jié)果高于指標1.00時增加檢驗頻次；熟料全分析每班檢測一次，根據(jù)熟料礦物組成的變化及時調(diào)整生料指標，指標控制在0.87～0.89；每班按規(guī)定留取熟料全分析樣品，分班次檢測堿含量；質(zhì)量合格后熟料倒入低堿熟料庫。水泥檢驗也是每小時取樣，檢驗三氧化硫、混合材、比表面積、燒失量等指標；同時留取一個編號的物檢樣，混合均勻后檢驗堿含量（R2O）及其他物理指標。每班分別留取有代表性的一個編號和一定數(shù)量物檢樣品，在滿足所有指標的前提后，方可入低堿水泥庫。

那么，最終能否經(jīng)得起市場考驗呢？

高高原低堿水泥成功研發(fā)后，西藏祁連山公司積極加強與民航局和西藏大學的溝通協(xié)調(diào)，經(jīng)過反復試驗和檢驗，西藏祁連山公司生產(chǎn)的高高原低堿水泥各項指標不僅全部符合《民用機場水泥混凝土面層施工技術(shù)規(guī)范》（MH 5006—2015），而且各項技術(shù)指標均優(yōu)于內(nèi)地低堿水泥，一組組的試驗結(jié)果改變了民航局對西藏生產(chǎn)低堿水泥的偏見，同意在機場擴建二期工程跑道試用西藏祁連山公司生產(chǎn)低堿水泥。

從目前試用情況看，水泥質(zhì)量穩(wěn)定、施工性能良好、未出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象，特別是抗凍性和耐磨性得到民航項目部認可。根據(jù)貢嘎機場的使用情況，經(jīng)民航局推薦在當雄等機場推廣使用，使用結(jié)果仍然良好，質(zhì)量合格率達到100%。根據(jù)機場使用情況，民航局和西藏大學開展了水泥和混凝土的收縮性能試驗，并采用不同海拔地區(qū)、室內(nèi)外不同溫濕度環(huán)境下進行橫向?qū)Ρ?，西藏祁連山公司研發(fā)的高高原低堿水泥的收縮性能優(yōu)異。

隨后，民航局和西藏大學又開展了混凝土的耐久性能試驗和長期暴露試驗。結(jié)果顯示，各項性能均非常優(yōu)異，得到了一致好評和高度認可。與此同時，西藏大學、西北民航機場建設集團有限責任公司、拉薩貢嘎機場新建第二跑道工程建設指揮部聯(lián)合授予西藏祁連山公司“高高原低堿水泥試驗室”。

如今，西藏祁連山公司生產(chǎn)的高高原低堿水泥成功投放市場，填補了西藏區(qū)域高高原低堿水泥生產(chǎn)的空白，提升公司產(chǎn)品在市場上的競爭力，打破了重點工程對高原低堿水泥質(zhì)量的認識，將為降低西藏機場建設成本發(fā)揮重要作用。

展望未來，西藏祁連山公司將緊緊抓住青藏地區(qū)各類大型項目建設機遇，繼承和發(fā)揚祁連山水泥的技術(shù)和管理經(jīng)驗，做好特種水泥的研發(fā)工作，為譜寫雪域高原長治久安和高質(zhì)量發(fā)展新篇章作出新的更大貢獻。