水泥添加劑的多功能發(fā)展趨勢 |
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2015-03-31 21:33:07 |
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一、水泥助磨劑多功能化的必然性
1.我國絕大多數(shù)地區(qū)水泥產能已經飽和或過剩，提產的需求已經不迫切。
2.近年來，新建、擴建的水泥生產線都有熟料預破碎系統(tǒng)及高效選粉系統(tǒng)，磨機產量已大幅提高。例如，椎4.2×13m磨機產量已達240t/h，提產的空間已經不大。
3.許多磨機水泥粉磨電耗已經降至35kwh/t以下，磨機提產15%，只能節(jié)電5kwh/t左右，一些有余熱發(fā)電的企業(yè)平均電費已降至0.4元/kwh以下。由于提產節(jié)約的電費低于使用水泥助磨劑的費用，因此，只有在水泥水泥助磨劑中復合更多的其他功能(而不僅僅是助磨)，才能適應市場的需要，這也是水泥水泥助磨劑行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。
二、水泥助磨劑多功能化發(fā)展現(xiàn)狀
1.水泥企業(yè)需求狀況
市場是水泥助磨劑行業(yè)發(fā)展的導航儀。根據筆者近幾年的調查和分析，水泥生產企業(yè)對水泥助磨劑的需求大致分為4類：
(1)要求提高磨機產量15%~20%，以提產為主要目的。這類企業(yè)大約占5%~10%。
(2)要求增加混合材6%~8%、提產10%左右，以降低成本為主要目的。這類企業(yè)約占65%~70%。
(3)要求提產10%左右、增加混合材2%~4%、水泥性能(需水量、凝結時間)基本不變，在降低成本的同時一定要保證水泥質量。這類企業(yè)約占15%~20%。
(4)其他特殊要求，如延長水泥凝結時間、減少坍落度經時損失等。這類企業(yè)約占5%。
2.水泥助磨劑企業(yè)生產狀況
我國水泥助磨劑生產企業(yè)大約有300多家，生產的水泥助磨劑也有多種。關于水泥助磨劑的品種，如果按外觀分，有固體水泥助磨劑和液體水泥助磨劑兩種。按功能分，有提產型、提產增強型、緩凝型等多種。固體水泥助磨劑基本上都是提產增強型，在水泥中的摻量為0.5%~0.8%。而液體水泥助磨劑中，提產型摻量為0.02%~0.03%，提產增強型摻量為0.1%~0.2%。目前，我國水泥助磨劑年產量到底有多大，還沒有權威的統(tǒng)計數(shù)據。如果以水泥助磨劑類型來統(tǒng)計，則提產增強型的多功能水泥助磨劑生產量約占水泥助磨劑生產總量的85%~90%。
三、水泥助磨劑多功能化益處多
1.減少物料粘球、粘磨、團聚，降低粉磨電耗，提高磨機產量。2000年施行水泥強度檢驗新標準(iso標準)后，我國水泥細度控制指標平均下降了2%~3%。伴隨水泥細磨出現(xiàn)物料粘球、粘磨、團聚現(xiàn)象，阻礙研磨體對物料的粉磨，導致磨機電耗增加、產量下降。而水泥細度越細，粉磨阻力越大。粘球、粘磨、團聚現(xiàn)象的產生，源于水泥細顆粒表面過剩的電荷、價鍵力、表面能等。而水泥助磨劑是帶極性基團的分子，它們很容易被吸附到細顆粒的表面，使水泥細顆粒表面過剩的電荷、價鍵力、表面能等降低或消除，從而避免粘球、粘磨、團聚現(xiàn)象的產生。由于粉磨阻力降低，產量隨之提高，電耗隨之下降。
2.提高選粉機效率。由于水泥助磨劑對水泥顆粒的分散作用，使得細小的顆粒不會形成大顆粒被帶回到回粉中，更多細粉作為成品排出，選粉效率提高10%~20%，循環(huán)負荷降低50%~100%。
3.降低出磨水泥溫度。水泥經粉磨后溫度升高，其原因一是研磨體撞擊、摩擦產生熱，這種熱可以通過優(yōu)化磨機參數(shù)(級配、填充率、研磨體幾何形狀等)降低;二是微裂紋愈合、顆粒團聚、細顆粒與研磨體及襯板黏結，使水泥顆粒的表面能轉變?yōu)闊崮?，這部分能量是可以通過水泥助磨劑的作用降低的。根據我們許多的大磨實踐，使用水泥助磨劑后出磨水泥溫度可以下降5℃~10℃。
4.改善水泥顆粒級配，進而改善水泥及混凝土性能。使用水泥助磨劑后，在混合材摻量相同的情況下，水泥中≤3μm的顆粒減少1%~4%，而3~30μm的顆粒增加3%~6%，≥45μm的顆粒減少1%~2%?！?μm的顆粒需水量大、水化快，因此≤3μm的顆粒減少對減少水泥需水量及混凝土坍落度經時損失均有利。而≤3μm的顆粒雖然水化快，對水泥1~3天強度貢獻大，但由于其水化快，形成的水泥石結構不密實，過細的水泥顆粒對28天強度及混凝土耐久性都不利。
眾所周知，3~30μm的顆粒增加對提高水泥3~28天強度都是有利的。而3~30μm的顆粒的增加，則是通過減少≤3μm和≥45μm的顆粒來實現(xiàn)的?！?5μm的水泥顆粒，由于其內核(1~10μm)被水化物包裹是永遠不能水化的，而以集料的形式(同砂、石)存在于混凝土中。因此，減少≥45μm的水泥顆粒數(shù)量，既有技術效益，又有經濟效益。
5.節(jié)能降耗，減排利廢。增強型水泥助磨劑在保持水泥強度不變的情況下，可以增加混合材摻量6%~8%，節(jié)約熟料6%~8%。一方面，它可以降低生產水泥時的能源和資源消耗;另一方面，它可以減少二氧化硫、氮氧化物等廢氣的排放，既有經濟效益，又有環(huán)境效益。假設按我國14億噸水泥產能來算，節(jié)約6%的熟料，1年就是6000萬噸，相當于可以少建20條日產1萬噸的水泥生產線。
6.水泥顆粒分散性好，可以解決散裝水泥卸不干凈的問題。