水泥工藝外加劑技術及應用分析

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及應用分析

文/李海東，冀東水泥股份有限公司唐山分公司

隨著我國社會經濟的發展，建筑業的水泥工藝也逐步提高，在水泥的生產過程中，外加劑的使用是必不可少的一個環節，它的使用情況與使用方式直接或者間接的對水泥的性質與品質掛鉤。本文就水泥工藝外加劑的技術進行闡述與技術的應用分析。

水泥工藝；外加劑；品質

1 水泥工藝外加劑技術綜合概述

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過程中加入以下能夠改善水泥產品性能，提高水泥質量，降低成本的一些添加物質。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過程中用的水泥工藝外加劑和水泥過程中用的水泥混凝土外加劑。水泥混凝土外加劑技術成熟，使用簡單。已經成為組成混凝土不可或缺的部分。而水泥工藝外加劑技術比較復雜，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；按物理形態的不同，可分為液態類型外加劑和固態類型外加劑；按照化學成分的不同，可以分為無機外加劑、有機外加劑和無機復合外加劑。

1.4 目前國內外水泥工藝外加劑的發展現狀

國外水泥工藝外加劑技術歷史久遠大約有100年左右的時間，由于技術發展較早，技術比較成熟。國外水泥工藝外加劑技術最早是用作水泥緩凝劑。隨著水泥工藝的飛速發展，這就對水泥的性能有著更高的要求，水泥外加劑技術飛速發展得到了廣泛的運用。國外的水泥外加劑主要作用在助磨劑和生產混凝土材料的外加劑。比如在德國、美國、英國等發達國家廣泛使用水泥工藝外加劑。我國的水泥工藝外加劑技術發展比較晚，但是隨著新興技術的注入，發展比較迅速。水泥礦化劑技術、晶種技術等比較成熟并且得到了廣泛的運用。目前水泥生了速燒劑、水泥助磨劑等技術也得到了一定程度的發展。我國目前正朝著綠色和高性能發展，水泥工藝外加劑技術得到了一定的提高。

2 水泥工藝外加劑技術的應用

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反應的活性與效率，提高液相量，減少一系列由液相粘度形成的早強礦物，使燒成溫度減低，益于硫化碳的生成。較常用的有：單礦化劑，多為堿性的金屬或是堿性金屬土的氟鹽，硅酸鹽；復合礦化劑，石膏和螢石，氧化鋅等；某些礦物質或者化合物也可以作為水泥的礦化劑來使用，如：堿、鋇、氧化鎂等。

晶種。晶種技術在水泥生產過程中得到了廣泛的運用，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五到百分之三之間。晶種在水泥生產中主要起到有道結晶的作用，可以加速礦物的形成。

生料速燒劑。生料制備最好同時使用礦化劑和速燒劑，這樣能夠充分發揮二者的組合優勢。大量試驗證明，使用高效的生料速燒劑可以將產量大幅度提高，同時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 水泥制備系統外加劑

助磨劑。水泥助磨劑的使用作用：可以降低反應物間的鍵能，提高物質化學反應活性，強化二氧化硅和氧化碳間的反應能力；縮短液相產生的時間，增加液相產量，降低液相粘度，降低溫度，加快硅酸鹽礦物的形成；能夠促使棗強產物及硫化碳的形成；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，窯內的通風質量變高，有利于窯內熟料的冷卻。這就可以讓整個熟料燒成時間變少，使水泥熟料在煅燒過程中形成良好的循環，能夠提高熟料的產量，降低熟料的熱耗。我國使用的助磨劑主要有以下幾種：乙二醇、丙三醇、二乙醇胺、三乙醇胺和木質素磺酸鹽等。外國實用的助磨劑有三乙酸胺、碳黑、磷酸三鈣和脫糖木質磺酸鈣等。在發達國家助磨劑被廣泛的運用，反觀我國助磨劑使用率極低。液態助磨劑劑一般在百分之零點零六左右，固態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。隨著我國經濟建設的高速發展，越來越多的高速公路和大型混凝土工程需要建設，這就需要大量的終凝時間在六到八小時以上的水泥。鑒于這種情況一般的配料方案難以達到預期效果，所以只有通過外加緩凝劑才能解決問題。

緩凝劑可以分為無極緩凝劑與有機緩凝劑。無機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離子。這些的緩凝效果非常好，能在水泥顆粒表面產生強烈的化學結合，從而使水化顯著延緩。

激發劑

激發劑可以使水泥的實物質量改善，并進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構，還與水泥的粉末程度，顆粒形狀，混合材料的種類等有關。為了讓水泥發揮更好的活性可以采用化學激發的方法。按照化學激發的形式可以分為堿激發、硫酸鹽激發等多種激發方式。

通過助磨功能提高磨機產能，提高表面積從而提高水泥的強度。其增強功能主要是通過添加劑中化學物質和水泥中的硅跟鋁等進行化學反應，造成水泥中氧化物晶格缺陷，提高反應活性。

2.3 生產特種水泥用外加劑

特種水泥的生產可以用硅酸鹽水泥熟料混合特種性能外加劑粉磨制成。這能改進特種水泥的生產方式。特種水泥的外加試劑應當根據特種水泥的生產模式和產品性能進行綜合考慮，并進行研究，本文就不做詳細陳述。

3 結語

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

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