水泥粉磨中添加助磨剂对混凝土外加剂有哪些不利影响?

如何科学使用水泥助磨剂一、概述

回想十几年前,水泥助磨剂对大多数水泥企业来说还是陌生的,很少有人接触,所以很少有企业使用。当时能提供助磨剂的公司很少,在市场上推广更是难上加难。但时至今日,助磨剂几乎为水泥企业所熟知,能提供所谓助磨剂的公司有上百家之多。发展之快是世界之最,但也有很多问题令人担忧。助磨剂是一种应用的非标准产品。如何选择合格的助磨剂,如何正确使用,使水泥企业的助磨剂效益最大化,需要助磨剂公司和水泥企业进一步研究。助磨剂对水泥企业来说是小产品,但如果能正确选择和使用先进的助磨剂公司和产品,助磨剂就能发挥大作用。能为企业节能减排降耗增效做出巨大贡献,甚至扭亏为盈。基于笔者对水泥粉磨工艺和水泥产品需求的了解,结合十余年来对助磨剂研发和应用技术的研究,分析如何正确应用助磨剂,最大限度发挥其使用效益,供大家参考。

1,助磨剂的定义和历史发展

水泥助磨剂是在水泥粉磨中添加的一种添加剂,在不损害水泥性能的前提下,改善粉磨工艺,提高粉磨效率。国内外都有相应的标准,允许在水泥粉磨过程中添加水泥助磨剂,其添加量一般不超过水泥质量的1%。在我国,由于部分水泥助磨剂供应商的违规操作,以助磨剂的名义添加大量有害成分。因此,根据行业标准和相关主管部门规定,水泥助磨剂的添加量不得超过水泥质量的0.5%,希望减少有害成分的用量。水泥助磨剂又称水泥粉磨工艺添加剂,是国际公认的水泥添加剂之一。

早在20世纪30年代,人们就开始使用水泥助磨剂来改善水泥的粉磨工艺。水泥助磨剂的使用和英国专利最早的记载之一是在1930,当时加入了少量的树脂。20世纪30年代初,美国Grace公司发明并获得专利产品TDA,并于1965发明专利产品HEA2。这些产品在20世纪中后期被广泛使用。随后,世界上许多国家也进行了大量的研究,如前苏联、加拿大、日本、中国等。在我国,水泥助磨剂的研究主要是在80年代中期进行的。随着研究的深入,越来越多的水泥助磨剂被开发和应用。近二十年来,新一代助磨剂在水泥粉磨过程中的应用越来越广泛,它具有传统水泥助磨剂的所有优点,还能提高水泥质量。人们称之为“改善水泥质量的助磨剂”或简称“品质改良剂”。当我们在水泥中加入外加剂,如矿渣、粉煤灰、火山灰或石灰石时,发现这种水泥的强度发展与纯硅酸盐水泥不同。为了减少这种影响,使用这种水泥添加剂,即“品质改良剂”,将非常有利于提高水泥的质量。这些添加剂可以通过增强水泥和混凝土的强度,调整水泥的凝结时间和混凝土的需水量来满足一系列不同的需要。它们提供的性能优势可以比普通水泥助磨剂节省更多的成本,比如因为它们的使用,可以增加外加剂的用量,降低生产成本,更大程度上减少对环境的影响。

我国对助磨剂的研究较早,但其真正应用始于上世纪90年代。当初一些外资水泥企业使用传统的化工原料作为助磨剂,以保证出口水泥长途运输后的卸料流动性。从1996开始,我一直在向国内很多大中型水泥企业推广提高水泥质量的助磨剂。当时北京水泥厂应该是第一个在正常生产中使用品质改良剂的,创造的效益已经上千万了。

目前我国助磨剂企业有上百家,大多规模小、技术力量差、品种单一,不能满足水泥企业各方面的需求。但是,少数企业的实力已经达到相当的水平,有的已经达到国际水平。例如,北京任重创新工贸有限公司在产品技术和应用服务技术方面已经达到或超过国际水平。

2、应用助磨剂的重要性

水泥助磨剂的优势已被越来越多的人所认识,并在水泥生产中得到广泛应用。北美95%以上的水泥使用过水泥助磨剂,欧洲75%以上的水泥使用过水泥助磨剂,世界60%以上的水泥使用过水泥助磨剂。优质水泥助磨剂带来的效益已经远远超过其本身的价值,成为水泥生产企业必备的辅助产品。它是水泥企业为满足客户需求而采用的一种有效的技术手段。是水泥企业节能降耗、增加效益的有效方法。我们充分认识水泥助磨剂对水泥生产的重要性,采取实事求是的科学态度和方法,可以有利于水泥生产企业决策者的正确决策,质量技术人员和生产用户的正确选用。

二、水泥助磨剂的选择

1,水泥助磨剂的种类

助磨剂按使用状态可分为液体、固体和气体。有些液体助磨剂直接使用化工原料,如三乙醇胺、乙二醇、纸浆废液、甘油等。、以及一些助磨剂公司生产的性能优于单一化工原料的助磨剂,如CB系列、RTD系列、PB系列、CBA系列、TDA系列等,市场上广泛使用。这种助磨剂通过计量泵稳定均匀地加入到进入研磨带的物料中,或直接喷入磨机中使用。固体助磨剂包括硬脂酸盐、煤粉、尿素等。这种助磨剂需要添加较多的设备和储罐,添加量一般较大,增加了维护和物流成本,对水泥性能有一定的负面影响,或者对人体健康有害,很少使用。气体助磨剂在水泥行业很少使用。根据化学成分,助磨剂可分为:有机化合物、无机化合物和复合化合物。使用最广泛的化合物。

2、明确使用助磨剂的目的

现代水泥企业使用助磨剂的主要目的是降低生产成本,提高水泥质量,或者满足水泥企业客户的特殊需求。近70年的研究和应用实践证明了这一点。然而,大量的应用实践表明,即使在相似的生产线上应用相似的助磨剂,其作用也是大相径庭的。因此,只有了解水泥企业的实际情况,选择合适的水泥助磨剂,才能应用成功,达到水泥企业的目的。

要明确使用水泥助磨剂的目的,首先水泥企业要对自己的水泥及其生产工艺有很好的了解。了解水泥的品种、质量和性能要求,外加剂及其比例,水泥的细度、比表面积和凝结时间。其次,要充分了解水泥磨系统的生产工艺、磨机规格、隔板设计、磨球匹配及其填充率、产量和磨机内间隙填充率等。在闭路磨矿的情况下,需要了解选粉机的型号、规格、选粉效率、循环负荷、通风量。此外,结合水泥标准、市场需求、企业营销定位,明确自身需求,对应用水泥助磨剂是否能满足自身需求进行可行性分析。一般来说,如果水泥企业具备以下条件,可以考虑使用助磨剂来解决。

为了弥补产能不足,满足销售需求。

为了提高磨机的每小时产量。

在生产相同产量时,为了减少运行时间,降低磨机系统的维护成本,或者提高维护和维修计划的灵活性。

为了提高水泥质量,满足客户需求,增强市场竞争力;为了满足产品标准,或为了解决市场对质量的投诉;提高他们在市场中的地位;或者弥补熟料质量的变异和风化。

为了提高水泥的流动性,方便水泥的操作,从而降低运输和运输成本;同时增加了存储容量和存储时间。

为了增加外加剂的使用,降低成本。

为了提高工业废渣的利用率和满足减排的要求,在生产同样的水泥时,由于熟料的减少

少用,从而减少二氧化碳、氮氧化物等的排放。

为了生产高标号水泥,获得高价。

为了生产新品种的水泥,满足新市场的需求。

3.选择合适助磨剂的标准和方法

以上需求清单是考虑使用水泥助磨剂的基本动机。但更关键的是助磨剂的选择和助磨剂的应用技术。只有选择正确的助磨剂,并很好地应用它们,才能获得真正的价值。

可以作为水泥助磨剂的物质有很多,国内也有很多助磨剂公司可以选择,但是效果不一样,不一样。助磨剂的生产门槛低,但研发技术、生产技术和应用服务技术直接影响助磨剂的使用效果。甚至有些产品对粉磨有帮助,但对水泥或混凝土质量,或对人体健康或环境有害。比如氯(Cl-)含量超标,碱(R2SO4、R2O)含量超标,或者添加铝酸盐、硫铝酸盐,或者单纯添加混凝土外加剂来激发水泥的强度。这将对水泥和混凝土的性能产生潜在的不利影响。因此,选择一种好的助磨剂非常重要。国内外对水泥助磨剂的相应标准进行了修订,如美国的ASTM C-465,欧洲的EN 197,我国也采用了美国的ASTM C-465制定了相应的建材行业标准JC/T667-1997来评价水泥助磨剂。满足这些标准是水泥助磨剂最基本的质量要求,但往往还不够。这是一个应用的非标准产品,标准很难规定助磨剂的特性和避免有害成分。因此,要想在生产中得到广泛应用,必须在具体的水泥厂进行详细而科学的试验,包括实验室试验和工业试验。如果条件允许,需要进行具体试验。一般来说,规模大、研究实力强的助磨剂公司有很多助磨剂可以选择,满足不同的需求。

有必要对性能和质量尚不清楚的助磨剂进行实验室试验,或选择最佳的助磨剂。目的是比较不同助磨剂的性能和质量,找出适合特定水泥的最佳助磨剂,为工业试验做准备。实验室测试可以使用不同的助磨剂进行同比。首先,需要从化学角度筛选合适的助磨剂。助磨剂对水泥和混凝土性能的主要影响是化学作用。有人说化验没用,有失偏颇。当然,经过实验室试验发现,质量性能好的产品不能用于生产,因为助磨剂也有助磨剂,助磨剂对水泥的粒度分布有一定的调节作用,水泥的粒度分布对水泥的性能有一定的影响,这一点我们在后面的应用技术中会详细讨论。但这不能否认实验室检测的重要性。实验室试验一般采用小型磨机或模块试验,或者直接采用混凝土试验。

工业试验是将筛选出的助磨剂应用于工业生产,是对助磨剂的粉磨适应性和水泥质量改善的综合评价。有的要求适当调整粉磨工艺和助磨剂加入量,以达到所选水泥助磨剂在使用中有效。

在工业试验或正常应用期间,对助磨剂公司的应用技术服务提出了很高的要求。因为原料、燃料、配料、磨机技术和市场都在变化,助磨剂的需求或效果也在时时变化。即使通过粒度试验选定的助磨剂,由于上述因素的变化,也很难绝对保证混合比和产量增加几个百分点,这应该是一个范围。如果因为某些原因效果变差,要分析原因或调整助磨剂,但前提是助磨剂稳定。一些助磨剂公司为了获得客户,承诺有绝对确定的效果,这是不科学的。我曾经为一家水泥公司提供三种不同的产品,满足三种水泥品种的需求。对于同一水泥厂的同一种水泥,我曾经因为其季节变化、水泥市场变化或性能要求变化而更换不同品种的助磨剂,以满足其变化的需求。很难想象,一个对水泥性能、水泥技术、客户市场需求知之甚少,没有产品研发实力的助磨剂公司,能为水泥企业提供良好的服务和产品技术支持。如果勉强使用,肯定无法为水泥企业创造最大价值。