水泥工藝外加劑技術(shù)及應(yīng)用分析

賀興輝 王子維 李忠軻

(1華北理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院， 河北 唐山 063210；2華北理工大學(xué)電氣工程學(xué)院， 河北 唐山 063210)

隨著我國(guó)建設(shè)行業(yè)迅速發(fā)展，對(duì)水泥需求量與質(zhì)量要求變得更高，這對(duì)水泥行業(yè)來說既是挑戰(zhàn)也是機(jī)遇，如何抓住機(jī)遇規(guī)避挑戰(zhàn)具有現(xiàn)實(shí)意義，本文分析水泥工藝外加劑技術(shù)及應(yīng)用要點(diǎn)。

1 外加劑與水泥適應(yīng)性概述

水泥工藝外加劑指的是在綠化環(huán)保、節(jié)約能源的條件下，在生產(chǎn)水泥和制作的過程中，通過添加一定類型、一定數(shù)量的外加劑，通常外加劑的添加量應(yīng)該控制在5%以內(nèi)，對(duì)水泥材料的性能進(jìn)行改善和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)降低生產(chǎn)成本的一種工藝技術(shù)。外加劑與水泥的適應(yīng)性指的是通過使用一定數(shù)量的外加劑能否對(duì)水泥的質(zhì)量得到改善的一種描述，只有在控制成本、綠色環(huán)保的基礎(chǔ)上，有效果才能投入使用。與混凝土外加劑類似，水泥外加劑也是衡量水泥整體質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。

目前，市場(chǎng)上所有品種的外加劑與水泥之間都存在一個(gè)非常重要的適應(yīng)性問題。進(jìn)一步分析如下：在不同質(zhì)量性能的水泥中加入同樣類型、同樣比例的外加劑，會(huì)出現(xiàn)不同的效果。因此不同類型的水泥應(yīng)該使用匹配度合適的外加劑從而保證整體質(zhì)量。在衡量外加劑效果的過程中，流動(dòng)性、坍落度等都是重要的技術(shù)指標(biāo)。其中流動(dòng)性通?？梢葬娪脺y(cè)定水泥凈漿流動(dòng)性能的變化來實(shí)現(xiàn)，因此這種測(cè)試手段也成為目前水泥廠以及混凝土單位檢驗(yàn)外加劑與水泥適應(yīng)性的重要方式。

2 水泥生產(chǎn)中影響適應(yīng)性因素分析

水泥生產(chǎn)中很多因素都會(huì)影響外加劑適應(yīng)性，本部分以堿含量為例進(jìn)行分析，為后期論述做好鋪墊。

水泥中堿含量不同會(huì)造成同一種外加劑適應(yīng)性變差。如某公司生產(chǎn)的低堿水泥與外加劑適應(yīng)性偏差，凈漿流動(dòng)度小，根本原因就是堿含量過高，如圖2-1所示為當(dāng)時(shí)水泥中堿含量與外加劑的適應(yīng)性?？梢园l(fā)現(xiàn)，通常外加劑與水泥適應(yīng)性較好的水泥堿含量在0.37%-0.52%區(qū)間內(nèi)且波動(dòng)范圍小，適應(yīng)性較差或不穩(wěn)定的在0.54%以上。

3 水泥工藝外加劑在生產(chǎn)中的應(yīng)用分析

上部分簡(jiǎn)單分析水泥生產(chǎn)中影響添加劑適應(yīng)性的因素，本部分闡述外加劑具體應(yīng)用。

3.1 水泥生料制備系統(tǒng)應(yīng)用分析

3.1.1 礦化劑技術(shù)

作為一種非常重要的外加劑，礦化劑通過在實(shí)踐應(yīng)用中紅發(fā)揮作用，可以有效加速碳酸鹽溶解。由于早強(qiáng)礦物形成較早，因此對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量具有非常大的改善作用。通常情況下，可以將其使用量控制在2%作用。使用量不足將會(huì)降低水泥質(zhì)量，水泥使用量一旦超出標(biāo)準(zhǔn)范圍，也會(huì)造成嚴(yán)重的不良影響。在實(shí)際生產(chǎn)加工過程中，礦化劑可以分為復(fù)合礦化劑和單礦化劑。

3.1.2 晶種技術(shù)

晶種技術(shù)的應(yīng)用原理指的是在水泥加工的過程中，通過加入某一種晶體從而實(shí)現(xiàn)改善結(jié)晶率的目的。我國(guó)在晶種的使用上已經(jīng)經(jīng)歷了很長(zhǎng)一段歷史，通過試驗(yàn)證明這種方式確實(shí)可以加快礦物形成。在實(shí)際的生料制備過程中，將礦化劑和晶種共同應(yīng)用于水泥材料中可以改善效果。但在實(shí)際使用過程中需要根據(jù)水泥情況控制好比例，具體需要將兩者控制在3%和1.5%就可以。

3.1.3 生料速燒劑技術(shù)

目前，在水泥生料速燒過程中通過加入適量的生料速燒劑，可以保證在低溫環(huán)境下確保生料的煅燒效率，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源、控制成本的目的。通常情況下生料速燒劑的比例應(yīng)該控制在0.4%～0.7%以內(nèi)，從而保證煅燒的質(zhì)量和數(shù)量。但在具體使用過程中需要注意的是，生料速燒在添加前，應(yīng)該制定合理、科學(xué)的配置方案，從而保證配熱量及煅燒條件的嚴(yán)格性要求，確保在使用過程中保證水泥生料的均勻度，避免影響水泥的煅燒質(zhì)量，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

3.1.4 生料助磨劑技術(shù)

在水泥加工過程中，通常情況下為改善粉末性能，需要在水泥生料制備過程中使用一定數(shù)量的助磨劑。助磨劑的作用可以通過直接吸附在水泥物料的顆粒表面，有效避免摩擦力過大的情況，從而改善物料表面的光滑情況。通過添加材料后，通過試驗(yàn)，可以觀察到物料的流行性明顯加強(qiáng)，機(jī)械設(shè)備自身的性能也可以得到大幅度改善。在實(shí)際水泥生產(chǎn)單位中，通常使用石墨、焦炭等材料作為助磨劑用于生料制備生產(chǎn)中，從而保證水泥物料的生產(chǎn)質(zhì)量。

3.2 水泥制備系統(tǒng)應(yīng)用分析

水泥植被系統(tǒng)外加劑主要有水泥激發(fā)劑、緩凝劑、水泥助磨劑以及生產(chǎn)加工特種水泥過程中使用到的外加劑等材料。水泥制備系統(tǒng)外加劑技術(shù)主要包括水泥助磨技術(shù)、緩凝劑技術(shù)、水泥激發(fā)劑技術(shù)以及特種水泥外加劑技術(shù)。

3.2.1 水泥助磨技術(shù)

水泥助磨技術(shù)與生料助磨技術(shù)相似，水泥助磨劑可自行吸附在物料表面，可以通過改善物料間的光滑度，從而提升水泥流動(dòng)性，確保提升粉末質(zhì)量。具體又可以水泥助磨技術(shù)分為液態(tài)助磨劑與固態(tài)助磨劑。對(duì)于液態(tài)助磨劑通常需要控制在0.01%，對(duì)于固態(tài)助磨劑應(yīng)該控制在0.2%～1%以內(nèi)。

3.2.2 緩凝劑技術(shù)

混凝土工程在建筑行業(yè)中具有非常重要的作用，對(duì)于較大的混凝土工程而言，通常需要將終凝時(shí)間控制在7個(gè)小時(shí)左右。通過使用緩凝劑技術(shù)可以有效改善終凝效果。緩凝劑的使用可以有效吸附水泥表層中的水分，有效避免出現(xiàn)水泥水化的問題，從而延長(zhǎng)終凝時(shí)間，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)改善水泥質(zhì)量的目的。

3.2.3 水泥激發(fā)劑技術(shù)

為進(jìn)一步改善水泥質(zhì)量，在實(shí)際企業(yè)生產(chǎn)加工過程中，需要使用激發(fā)劑并結(jié)合生產(chǎn)加工過程中的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)要嚴(yán)格保證按照標(biāo)準(zhǔn)來添加。目前市場(chǎng)上的水泥激發(fā)劑種類較多，通過合理使用水泥激發(fā)劑，可以充分發(fā)揮助磨功能。使用水泥激發(fā)劑可以促進(jìn)水泥和外加劑的化學(xué)反應(yīng)，確保水泥本身的強(qiáng)度，因此可以保證水泥的硬度。

3.2.4 特種水泥外加劑技術(shù)

對(duì)于不同的混凝土加工類型，水泥的性能要求也存在較大的差異。大部分工程在建設(shè)過程中，根據(jù)建設(shè)的需要，需要制備特殊水泥。針對(duì)這種情況應(yīng)該使用特殊功能的外加劑。通過正確使用外加劑可以保證水泥的產(chǎn)量和質(zhì)量，從而實(shí)現(xiàn)降低生產(chǎn)加工成本的目的。保證水泥質(zhì)量符合國(guó)家各項(xiàng)指標(biāo)要求，顏色好、早強(qiáng)高、凝結(jié)快，從而加快生產(chǎn)，促進(jìn)企業(yè)不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

4 結(jié)語

總之，目前在水泥生產(chǎn)過程中，通過大量使用工業(yè)廢渣，可以獲得更好的優(yōu)惠政策。同時(shí)隨著材料技術(shù)和化學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在外加劑的使用種類上也不斷增加，同時(shí)材料成本在不斷降低，使用外加劑技術(shù)對(duì)于改善水泥質(zhì)量、確保水泥混凝土產(chǎn)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

[1]樂春云.混凝土外加劑與水泥的相容性及其應(yīng)用[J].江西建材,2017(21):280-281.

[2]許金華,李修啟,徐繼彥.水泥與外加劑相容性的調(diào)整措施[J].中國(guó)水泥,2017(08):116-117+125.

[3]王曉麗.解析水泥工藝外加劑技術(shù)運(yùn)用[C].中國(guó)武漢決策信息研究開發(fā)中心、決策與信息雜志社、北京大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院:,2015:1.