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我縣召開華潤水泥（控股）有限公司攸縣綠色建材產業園項目建設推進座談會

03 2021/04

一、適應水泥新標準的有效辦法　　水泥強度主要是受熟料的礦物成分及含量、水泥的顆粒級配、混合材的種類這三個要素的制約，三者間互補共存，缺一不可。在新的《通用硅酸鹽水泥》中將P·C品種水泥的混合材摻量規定在>20%且≤50%的范圍內，而目前國內的眾多企業還無法做到在P·C42.5品種水泥中摻加>20%的混合材，其原因就是受到熟料中的礦物成分及含量、混合材的種類、水泥的顆粒級配的影響?！　λ嗥髽I來說，由于受設備條件的限制，生產高品質熟料有一定難度，如果更新改造水泥磨系統又是一筆不小的投入，這使水泥企業面臨兩難的選擇。為適應水泥新標準，企業既要保證生產的水泥達到新標準要求，又要獲得最大的經濟效益和社會效益，那么在水泥生產中采用高效復合水泥助磨劑技術，可明顯改善水泥的顆粒級配、提高水泥活性、增加混合材摻量，是水泥企業迎接新標準挑戰、獲取最大經濟效益的有效辦法?！　《?、對理想的水泥顆粒級配的解讀　　眾所周知，水泥強度的形成主要是由于水泥顆粒與水化物之間相互連生、搭接、水化，從而產生可以抵抗外力的作用。水泥顆粒的大小與水化速度、水化程度有直接的聯系，不同粒徑的水泥水化速度和程度差異很大。在組成水泥的所有顆粒中，3～30μm的顆粒對水泥強度增長起主導作用，在此范圍內各粒級的分布應是連續的，且總的含量不應<65%。進一步研究發現，16～24μm的顆粒對水泥性能的影響更為重要，它們的含量越多越好。至于<3μm的細顆粒，水化速度很快，有的甚至在攪拌過程中就已經完成，所以這些細顆粒僅對早期強度有利。此外，30～60μm的顆粒水化程度較低，而>60μm的粗顆粒的活性很小，水化作用甚微，僅起填料作用?？梢?，水泥中>30μm顆粒的含量越多，熟料的利用率就越低。然而，這只是一種籠統的說法：　　1.這種說法只是針對水泥熟料而言，而具有活性的<3μm的混合材被置于次要位置;　　2.在3～30μm范圍內各粒級的分布應是連續的，而連續的顆粒級配不能忽略<3μm的混合材對增加水泥密實性的貢獻;　　3.理想的水泥顆粒級配應是<3μm的顆粒主要由混合材構成，<45μm的混合材顆粒含量要超過水泥質量的20%，且對水泥強度有貢獻?！　∪?、XUZP系列助磨劑降低熟料用量的技術途徑　　JC/T6672004《水泥助磨劑》行業標準中定義：助磨劑是在水泥粉磨時加入的起助磨作用而又不損害水泥性能的外加劑。其含義有三方面：一是說明助磨劑有改善磨機工況，解決粉磨時的“包球、糊磨”的功能;二是說明助磨劑有利于磨機提高臺時產量;三是說明助磨劑有利于改善水泥的顆粒級配?！　UZP系列助磨劑不是減水劑+混凝土增強劑(如三乙醇胺+工業氯鹽)的早期復合型助磨劑。XUZP系列助磨劑用于水泥粉磨的技術經濟指標，是在不改變原有的粉磨設備、工藝條件的情況下，以達到節約8%以上水泥熟料、多摻8%以上混合材為產品研發目標，同時顧及水泥生產企業與商品混凝土企業雙方利益的國家發明專利技術，是一種高效的復合型助磨劑產品，也是一個降低水泥熟料的有效途徑：　　1.助磨劑首先是要有助磨功效，要有助于各種水泥物料的粉磨。例如礦渣比水泥熟料難磨，在研磨時水泥熟料要先于礦渣磨細，這樣水泥熟料的細微顆粒就會黏附在礦渣顆粒表面阻礙礦渣磨細;又如石灰石比水泥熟料易磨，在研磨時石灰石先于水泥熟料磨細，石灰石的細微顆粒又會黏附在水泥熟料顆粒表面，阻礙水泥熟料磨細。因此，水泥企業要根據水泥物料的不同組分來選擇不同類型的助磨劑及其最佳摻量。XUZP系列助磨劑是通過大量試驗，尋找出有疊加助磨效果的“黃金組合”的助磨劑。這種能產生疊加效果的助磨劑是根據水泥物料的易磨性而有選擇地復配而成，它可較大限度減少熟料<3μm的顆粒，增加混合材<3μm的顆粒，不但有利于減少熟料的過粉磨而且還滿足了水泥密實性的要求。此外，疊加的助磨效果還有利于粉磨>45μm的熟料顆粒，從而充分利用了熟料資源;而水泥顆粒中>45μm顆粒的減少，也讓出了商品混凝土企業摻加硬度大于熟料的混合材的摻加空間，這無疑是水泥生產企業與商品混凝土企業間的一種互利共贏的極佳選擇?！　?.XUZP系列助磨劑采用了陰離子和非離子復配的極性表面活性劑來提高水泥的流動度，減少水泥需水量。水泥中含有大量吸附電子的顆粒和中性顆粒，采用陰離子和非離子復配的極性表面活性劑，能同時滿足這兩類水泥微細顆粒有選擇地吸附電子的極性需求，有利于減少水泥顆粒間的電子吸附，從而改善水泥微細顆粒的團聚狀況，極好地改善水泥的需水率，因而可進一步提高水泥的強度。而水泥顆粒間電子吸附效應的減少，不但為商品混凝土企業提供了流動度好、需水率低的優質水泥，也為商品混凝土企業少用水泥熟料、多摻高細混合材、降低減水劑與泵送劑的用量等發揮了積極作用?！　?.采用XUZP系列助磨劑中獨有的合成改性表面活性水溶性樹脂來激發水泥中的無機硅，可滿足各類品種水泥的獨特要求。它根據水泥物料的配比不同和內在配方的調整，既可作為促凝劑或緩凝劑，也可作為泡沫劑或消泡劑，而且它能激發熟料和混合材中的晶格錯位的活性，將水泥中的活性顆?！昂附印倍纬梢环N網狀結構。這種網狀結構能在水泥水化過程中進入水泥混凝土中，填充毛細孔，增強混凝土的密實性與水泥砂漿的流動度。這為少用水泥熟料、多摻混合材提供了又一空間。此外，這種網狀結構還能提升水泥混凝土的耐磨、抗拉、抗沖擊和防水等性能。這是一個技術上的創新，它的推廣應用對商品混凝土企業無疑是一大利好?！　】傊?，XUZP系列助磨劑是在不改變原有的粉磨設備、工藝條件的情況下，以達到節約8%以上水泥熟料、多摻8%以上混合材為產品研發目標，同時顧及水泥生產企業與商品混凝土企業雙方利益的國家發明專利技術，是一種高效的復合型助磨劑產品。XUZP系列助磨劑成功應用于許多大型水泥生產企業，為眾多企業生產高摻量混合材水泥提供了高性價比的優質產品，是水泥企業降低熟料用量的一個重要途徑。

07 2014/07

助磨劑在不同混合材水泥生產中的應用

水泥企業如果能夠合理使用水泥助磨劑，不僅能在一定程度上提高水泥磨的臺時產量、降低電耗，而且還能綜合利用混合材、降低熟料消耗需求而研制。復合型助磨劑的研制、應用，有助于達到最佳的助磨、提強、改善水泥性能的綜合效果，從而使水泥的產品質量穩定、經濟效益最大。在西方國家水泥生產中，采用有助磨效果的各種添加劑十分普遍，有超過90%的水泥生產線在使用。但是，在我國還遠遠沒有得到廣泛應用。其原因是多方面的：有對助磨劑的認識問題;有工藝和設備的適應性問題;有水泥混合材多樣性問題;當然也有助磨劑本身的質量問題。本文僅就助磨劑在不同混合材水泥生產中的應用做一探討。一、水泥混合材及分類在磨制水泥時，除了摻人適量石膏以外，為了改善水泥性能、調節水泥強度等級、增加水泥產量等而摻入人工的或天然的礦物材料，稱為水泥混合材。目前所用的混合材料中，大部分是工業廢渣?；旌喜牧习凑掌湫阅懿煌?，通常分為活性混合材料和非活性混合材料兩大類，其中活性混合材料用量最大?；钚曰旌喜牧戏彩翘烊坏幕蛉斯さ牡V物質材料，磨成細粉，加水后雖然本身可能不硬化，但與激發劑混合，加水拌和后，不但能在空氣中硬化，而且能在水中繼續硬化者，稱為活性混合材料，或稱為水硬性混合材料。常用的活性混合材料有?；郀t礦渣、火山灰質混合材和粉煤灰等。非活性混合材料凡不具有活性或活性甚低的人工或天然的礦物質材料經磨成細粉，摻入水泥中僅起調節水泥性質、降低水化熱、降低強度等級、增加產量的混合材料，稱為非活性混合材料，又稱填充性混合材料。對于不符合技術要求的?；郀t礦渣、火山灰質混合材料及粉煤灰等均可作為非活性混合材料使用，另外比如石英巖、砂巖等磨成的細粉也屬非活性混合材料。二、優化水泥顆粒級配的技術途徑水泥的細度直接影響著水泥的凝結、水化、硬化和強度等一系列物理性能。水泥的篩余量越小表示水泥越細，但并不等于強度越高。水泥顆粒級配才是重要的。最理想的狀況是：水泥中熟料的顆粒級配應滿足最佳性能的級配要求，而<3μm特別是<1μm的顆粒則為混合材(或礦物摻合料)，如石灰石粉、粉煤灰、礦渣粉等。這些<3μm的細粉狀混合材填充于水泥熟料顆粒之間的空隙，使水泥顆粒的堆積趨向緊密，向Fuller曲線靠攏。1、熟料與易磨性好的混合材共同粉磨。在熟料中加入一些易磨性好的混合材如石灰石、粉煤灰等共同粉磨。由于這些混合材易磨性好，因此在水泥顆粒中，混合材的粒徑比熟料的小?？梢云谕?，共同粉磨工藝中的石灰石或粉煤灰應該能提供更多的<3μm顆粒，從而優化水泥的顆粒級配。由于石灰石硬度比熟料低，共同粉磨易產比表面積虛高，而誤認為優化了水泥的顆粒級配。2、難磨的混合材與熟料分別粉磨。比熟料難磨的混合材宜采用分別粉磨然后混合的方法。若用共同粉磨的方法，礦渣的粒徑比熟料的粗，在水泥的比表面積為350m2/kg時，礦渣的比表面積只有230～280m2/kg。因此要分別粉磨。3、選擇性使用助磨劑優化水泥顆粒級配。分別粉磨可以較好解決不同材料的易磨性問題，但要投資相關設備。對中小水泥企業并不是最佳的方案。助磨劑對熟料、混合材結構和化學成分有選擇性和適應性。因此，要及時調整助磨劑的配方來解決不同混合材的易磨性問題。三、激發混合材活性的方法常用的具有潛在活性的混合材料有?；郀t礦渣、火山灰質混合材和粉煤灰等。目前常采用物理激活、化學激活和熱激活等方法。1、物理激活也稱機械激活，在粉煤灰、礦渣、煤矸石等處理方面，具有很好的效果。通過超細粉磨混合材，使其顆粒變得很小,不僅還可填充硬化結構的毛細孔，起到密實增強的作用，而且還能增加混合材的比表面積，同時其顆粒表面出現錯位、點缺陷和結構缺陷，氧化硅和氧化鋁的無定形程度增加，顆粒表面自由能增加，從而提高活性，它可以以極快的速度消耗氫氧化鈣和石膏,促進混合材與水泥水化產物的二次反應，使生成的水化產物增加，因而提高了強度。2、化學激活是填加微量的激發物質，使水泥在水化過程中，激發物質中的Na+、OH、SO4等的激發改性物質在機械化學力的強化改性下，在粉體表面可形成一定的表面活性點。在水泥水化過程中，這些活性點優先參與水化發應，與其他顆?；蚣闲纬删植亢更c，使其參與并加速混合材料與水泥水化產物的二次反應，加快加固混凝土漿體早期強度構架的形式。常用的化學激發劑有兩類：堿性激發劑和硫酸鹽激發劑。四、復合型助磨劑在不同混合材水泥生產中的應用1、復合型助磨劑是根據不同的水泥熟料、混合材種類及水泥磨工況等，有選擇性選用數種助磨劑、強度激發劑等專門復配而成。集助磨、增強、改善性能、降低成本為一體的高科技產品，是生產綠色高性能水泥的重要技術措施。其特點是：通過助磨功能降低熟料使用量的同時，提高磨機產量，提高比表面積，從而提高水泥強度。2、復合型助磨劑是在水泥粉碎過程中，集助磨和水泥水化過程中提高水泥強度的雙重功效型助磨劑。從水泥制造的工藝角度來考慮，由于復合型助磨劑在水泥中的摻量很小，其在水泥制品中的分散均勻度就受到影響，為減小這種影響而只有從水泥粉磨系統中加入是最佳選擇，這是因為一方面水泥顆粒在外力作用下的表面積增大過程中同時也發生了一定的物理化學變化，這些變化有利于化學激發物質與其表面發生活化發應，激發出水泥顆粒潛在的水化活性。在粉磨過程中，磨內溫度高達上百度，因此，在相同的熱力活化機制、相同的粉磨時間條件下，采用“先混后磨”的粉磨方式優于“先磨后混”。另一方面助磨劑在水泥粉磨過程中有利于均勻分散在水泥成品中，這些都比被在混凝土攪拌中加入激發物質要好。3、復合型助磨劑有效提高選粉機產量。成品水泥細度是其直接的質量指標之一。對閉路系統，如果出磨水泥細度太粗，則勢必會導致循環負荷率過大，增大選粉機的壓力。另一方面，選粉機的臨界分離粒徑是以80μm界定的，它不可能改變小于此粒徑的各粒度級別的含量。如果入磨物料的含水率、溫度過高等，極易產生水泥粉磨出現包球、糊磨現象，磨細的物料粘附在大顆粒料上，選粉機無法充分分離細物料，造成過粉磨。這種情況在高細粉磨和超細粉磨中經常出現。采用復合型助磨劑是解決該問題的最佳辦法。4、熟料與易磨性好的混合材共同粉磨，易造成過粉磨。相關研究統計提示：在42.5水泥中每摻1%石灰石，比表面積應增高50m2/kg，摻量達5%虛假增高250m2/kg，要達P·Ⅱ42.5，水泥的比表面積應達415m2/kg。共粉磨，因石灰石易磨性好，先于熟料粉細，其細粒包糊在熟料細粒表面，阻礙熟料粉磨。為了補償摻加混合材摻入造成的水泥強度損失，傳統工藝只得采用過粉磨的辦法。采用復合型助磨劑是解決該問題的最經濟實惠辦法。五、后語當前很多水泥企業所用的助磨劑主要起增產作用，但隨著水泥行業混合材使用量的增大，以及即執行的國家通用水泥新標準取消普通硅酸鹽32.5水泥之后，水泥廠生產成本上升。因此在不改變現有工藝條件的情況下，要求有一種既能提高磨機產量又能提高混合材摻量或水泥強度的助磨劑，對水泥制造企業來說非常急需。而復合型助磨劑無論在提高臺時產量、改善水泥顆粒級配、激發混合材活性、提高水泥強度等，具有其獨到功效。是水泥制造企業急需的高科技產品。尤其要說明的是，只有根據不同的熟料及不同的混合材成分、配比，及時調整助磨劑的配方，才能發揮助磨劑的最佳效果，滿足水泥生產企業獲得最大的經濟效益的需求。

11 2014/07

影響水泥助磨劑使用效果的原因分析

水泥企業如果能夠合理使用水泥助磨劑，不僅能在一定程度上提高水泥磨的臺時產量、降低電耗，而且還能綜合利用混合材、降低熟料消耗，從而達到提高企業經濟效益的目的。但是，水泥企業在使用助磨劑產品的過程中往往會遇到一些問題，這些問題不但影響到助磨劑效果的發揮，更直接影響到助磨劑產品的推廣與普及。為了讓水泥企業能夠更好地使用助磨劑產品，下面筆者針對影響助磨劑使用效果的一些因素進行簡要分析?！　?.助磨劑自身因素　　助磨劑產品的自身性能如何決定了其使用效果的優劣。不同助磨劑企業所生產的產品，在性能上存在很大差異。表1是某水泥廠對4家助磨劑企業分別提供的A、B、C、D液體助磨劑產品的使用性能進行的試驗研究(每個試驗取連續3個小時的綜合樣，整個過程持續15個小時)，結果表明：　　(1)A劑的助磨效果較理想，但增強效果不理想?！　?2)B劑的助磨效果和增強效果均不理想，可以說毫無使用價值?！　?3)C劑的助磨效果和增強效果都很理想，具有較高的使用價值?！　?4)D劑的助磨效果和增強效果一般?！　?5)助磨劑性能優勢：C>D>A>B。在物料溫度升高的情況下，助磨劑的助磨效果在一定程度上會有所下降。這是因為，一方面在磨內較高的溫度環境下，有少部分的助磨劑分子可能揮發掉了，或直接被磨機的抽風機排除在磨外;另一方面，溫度偏高會導致靜電作用增強，而助磨劑消除這種作用的能力稍顯不足?！　⊥ㄟ^以上分析表明，影響助磨劑使用效果的原因除了助磨劑自身性能因素外，還有水泥企業的入磨物料粒度、水分和溫度等因素。這就要求助磨劑企業要努力提升助磨劑產品的性能，不斷滿足廣大水泥企業的需求。而水泥企業也應竭力降低入磨物料的粒度、水分和溫度，為使用好助磨劑產品創造有利條件。只有這樣，助磨劑產品才能得以推廣和普及，水泥企業才能獲得更好的經濟效益。

15 2014/07

關于開展全國水泥助磨劑行業情況調查的通知

水泥助磨劑產品生產企業、水泥生產企業：為了完整全面地了解水泥助磨劑產業發展現狀，經研究決定于即日起開展水泥助磨劑行業有關情況調查。此次調查結果對于向政府部門提供咨詢意見，引導水泥助磨劑行業健康發展具有十分重要的意義。請各水泥助磨劑生產企業及水泥企業重視并積極配合調查工作。調查工作有關事項說明如下：1、調查面向全國水泥水泥助磨劑產品生產企業及部分水泥生產企業，請企業如實填報相關數據和信息，以確保調查的真實可靠。分會對各企業信息嚴格保密，不向個人和其他社會組織提供，除非企業同意。2、調查結果匯總后，通過中國水泥協會向政府有關部門匯報介紹水泥助磨劑產品和應用技術在節能減排利廢方面的實際作用和貢獻。并將在2008年下半年召開的中國水泥助磨劑年會上向代表匯報。3、調查表填好后，請加蓋單位章及財務章于2008年6月30日前寄至：北京市朝陽區管莊東里(100024)建筑材料工業技術情報研究所水泥助磨劑分會秘書處李江收中國水泥協會水泥助磨劑分會二00八年五月六日

15 2014/07

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混凝土增效劑的研究進展

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