水泥工藝外加劑技術(shù)及應(yīng)用分析

文/李海東，冀東水泥股份有限公司唐山分公司

水泥工藝外加劑技術(shù)及應(yīng)用分析

文/李海東，冀東水泥股份有限公司唐山分公司

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑業(yè)的水泥工藝也逐步提高，在水泥的生產(chǎn)過(guò)程中，外加劑的使用是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，它的使用情況與使用方式直接或者間接的對(duì)水泥的性質(zhì)與品質(zhì)掛鉤。本文就水泥工藝外加劑的技術(shù)進(jìn)行闡述與技術(shù)的應(yīng)用分析。

水泥工藝；外加劑；品質(zhì)

1 水泥工藝外加劑技術(shù)綜合概述

1.1 水泥工藝外加劑的定義

水泥工藝外加劑指的是在水泥生產(chǎn)過(guò)程中加入以下能夠改善水泥產(chǎn)品性能，提高水泥質(zhì)量，降低成本的一些添加物質(zhì)。按照要求上摻入量一般小于百分之一，不得大于百分之五。

1.2 水泥外加劑重要組成部分

水泥外加劑可分為水泥生產(chǎn)過(guò)程中用的水泥工藝外加劑和水泥過(guò)程中用的水泥混凝土外加劑。水泥混凝土外加劑技術(shù)成熟，使用簡(jiǎn)單。已經(jīng)成為組成混凝土不可或缺的部分。而水泥工藝外加劑技術(shù)比較復(fù)雜，本文著重討論。

1.3 水泥工藝外加劑有哪些組成部分

水泥工藝外加劑按摻加工序不同可以分為水泥粉磨用外加劑和生料用外加劑；按物理形態(tài)的不同，可分為液態(tài)類(lèi)型外加劑和固態(tài)類(lèi)型外加劑；按照化學(xué)成分的不同，可以分為無(wú)機(jī)外加劑、有機(jī)外加劑和無(wú)機(jī)復(fù)合外加劑。

1.4 目前國(guó)內(nèi)外水泥工藝外加劑的發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)外水泥工藝外加劑技術(shù)歷史久遠(yuǎn)大約有100年左右的時(shí)間，由于技術(shù)發(fā)展較早，技術(shù)比較成熟。國(guó)外水泥工藝外加劑技術(shù)最早是用作水泥緩凝劑。隨著水泥工藝的飛速發(fā)展，這就對(duì)水泥的性能有著更高的要求，水泥外加劑技術(shù)飛速發(fā)展得到了廣泛的運(yùn)用。國(guó)外的水泥外加劑主要作用在助磨劑和生產(chǎn)混凝土材料的外加劑。比如在德國(guó)、美國(guó)、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛使用水泥工藝外加劑。我國(guó)的水泥工藝外加劑技術(shù)發(fā)展比較晚，但是隨著新興技術(shù)的注入，發(fā)展比較迅速。水泥礦化劑技術(shù)、晶種技術(shù)等比較成熟并且得到了廣泛的運(yùn)用。目前水泥生了速燒劑、水泥助磨劑等技術(shù)也得到了一定程度的發(fā)展。我國(guó)目前正朝著綠色和高性能發(fā)展，水泥工藝外加劑技術(shù)得到了一定的提高。

2 水泥工藝外加劑技術(shù)的應(yīng)用

2.1 水泥生料外加劑

礦化劑。礦化劑的使用量一般為1.6%～2.6%；礦化劑在水泥中可以提高氧化物的化學(xué)反應(yīng)的活性與效率，提高液相量，減少一系列由液相粘度形成的早強(qiáng)礦物，使燒成溫度減低，益于硫化碳的生成。較常用的有：?jiǎn)蔚V化劑，多為堿性的金屬或是堿性金屬土的氟鹽，硅酸鹽；復(fù)合礦化劑，石膏和螢石，氧化鋅等；某些礦物質(zhì)或者化合物也可以作為水泥的礦化劑來(lái)使用，如：堿、鋇、氧化鎂等。

晶種。晶種技術(shù)在水泥生產(chǎn)過(guò)程中得到了廣泛的運(yùn)用，可以用做晶種的主要有熟料、爐渣和礦渣等。摻量一般在百分之一點(diǎn)五到百分之三之間。晶種在水泥生產(chǎn)中主要起到有道結(jié)晶的作用，可以加速礦物的形成。

生料速燒劑。生料制備最好同時(shí)使用礦化劑和速燒劑，這樣能夠充分發(fā)揮二者的組合優(yōu)勢(shì)。大量試驗(yàn)證明，使用高效的生料速燒劑可以將產(chǎn)量大幅度提高，同時(shí)可以使煤耗降低百分之十五以上。成本可以降低10元左右。

2.2 水泥制備系統(tǒng)外加劑

助磨劑。水泥助磨劑的使用作用：可以降低反應(yīng)物間的鍵能，提高物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)活性，強(qiáng)化二氧化硅和氧化碳間的反應(yīng)能力；縮短液相產(chǎn)生的時(shí)間，增加液相產(chǎn)量，降低液相粘度，降低溫度，加快硅酸鹽礦物的形成；能夠促使棗強(qiáng)產(chǎn)物及硫化碳的形成；能夠提高礦物中有缺陷的微晶含量。

加入速燒劑后，熟料在1200攝氏度到1300攝氏度之間快速燒成，窯內(nèi)上火速度可以得到顯著提升，底火上移加快，中間底火變淺，窯內(nèi)的通風(fēng)質(zhì)量變高，有利于窯內(nèi)熟料的冷卻。這就可以讓整個(gè)熟料燒成時(shí)間變少，使水泥熟料在煅燒過(guò)程中形成良好的循環(huán)，能夠提高熟料的產(chǎn)量，降低熟料的熱耗。我國(guó)使用的助磨劑主要有以下幾種：乙二醇、丙三醇、二乙醇胺、三乙醇胺和木質(zhì)素磺酸鹽等。外國(guó)實(shí)用的助磨劑有三乙酸胺、碳黑、磷酸三鈣和脫糖木質(zhì)磺酸鈣等。在發(fā)達(dá)國(guó)家助磨劑被廣泛的運(yùn)用，反觀我國(guó)助磨劑使用率極低。液態(tài)助磨劑劑一般在百分之零點(diǎn)零六左右，固態(tài)助磨劑一般在百分之一左右。成本一般在1-5元每噸之間。

緩凝劑。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，越來(lái)越多的高速公路和大型混凝土工程需要建設(shè)，這就需要大量的終凝時(shí)間在六到八小時(shí)以上的水泥。鑒于這種情況一般的配料方案難以達(dá)到預(yù)期效果，所以只有通過(guò)外加緩凝劑才能解決問(wèn)題。

緩凝劑可以分為無(wú)極緩凝劑與有機(jī)緩凝劑。無(wú)機(jī)緩凝劑是能與鈣離子生成難溶與鹽的離子，如氟離子，磷酸離子等能與氫氧根離子形成難溶性氫氧化物的陽(yáng)離子。這些的緩凝效果非常好，能在水泥顆粒表面產(chǎn)生強(qiáng)烈的化學(xué)結(jié)合，從而使水化顯著延緩。

激發(fā)劑

激發(fā)劑可以使水泥的實(shí)物質(zhì)量改善，并進(jìn)一步提升水泥的活性。水泥的活性取決于熟料的礦物組成與礦相的結(jié)構(gòu)，還與水泥的粉末程度，顆粒形狀，混合材料的種類(lèi)等有關(guān)。為了讓水泥發(fā)揮更好的活性可以采用化學(xué)激發(fā)的方法。按照化學(xué)激發(fā)的形式可以分為堿激發(fā)、硫酸鹽激發(fā)等多種激發(fā)方式。

通過(guò)助磨功能提高磨機(jī)產(chǎn)能，提高表面積從而提高水泥的強(qiáng)度。其增強(qiáng)功能主要是通過(guò)添加劑中化學(xué)物質(zhì)和水泥中的硅跟鋁等進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，造成水泥中氧化物晶格缺陷，提高反應(yīng)活性。

2.3 生產(chǎn)特種水泥用外加劑

特種水泥的生產(chǎn)可以用硅酸鹽水泥熟料混合特種性能外加劑粉磨制成。這能改進(jìn)特種水泥的生產(chǎn)方式。特種水泥的外加試劑應(yīng)當(dāng)根據(jù)特種水泥的生產(chǎn)模式和產(chǎn)品性能進(jìn)行綜合考慮，并進(jìn)行研究，本文就不做詳細(xì)陳述。

3 結(jié)語(yǔ)

水泥工藝外加劑是在水泥生產(chǎn)中添加的，能夠達(dá)到改善產(chǎn)品性能，降低生產(chǎn)成本的效果。生料制備需要用到的外加劑有礦化劑、晶種、速燒劑等。通過(guò)大量的試驗(yàn)證明，是用搞笑的生料速燒劑可以調(diào)高產(chǎn)量達(dá)15%以上，煤耗降低大約15%，能夠銘心啊的改善熟料的質(zhì)量降低成本。水泥的制備用的外加劑主要包裹水泥助磨劑、水泥緩凝劑和激發(fā)劑等。使用助磨劑生產(chǎn)水泥時(shí)，能夠提高產(chǎn)量，在能耗相同的情況下可顯著的提高比面積。使用激發(fā)劑主要作用是提高水泥的活性，從而達(dá)到改善水泥的質(zhì)量和性能的目的。使用高效復(fù)合水泥添加劑能夠達(dá)到助磨和增強(qiáng)的功能。可以大量的利用工業(yè)產(chǎn)生的廢渣，生產(chǎn)綠色環(huán)保的水泥。

[1]張軍.水泥工藝對(duì)混凝土耐久性的影響分析[J].四川水泥.2017(08).