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(chǎn)能已經(jīng)飽和或過剩，提產(chǎn)的需求已經(jīng)不迫切。
2.近年來，新建、擴建的水泥生產(chǎn)線都有熟料預(yù)破碎系統(tǒng)及高效選粉系統(tǒng)，磨機產(chǎn)量已大幅提高。例如，椎4.2×13m磨機產(chǎn)量已達240t/h，提產(chǎn)的空間已經(jīng)不大。
3.許多磨機水泥粉磨電耗已經(jīng)降至35kwh/t以下，磨機提產(chǎn)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(chǎn)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(fù)合更多的其他功能(而不僅僅是助磨)，才能適應(yīng)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(jù)筆者近幾年的調(diào)查和分析，水泥生產(chǎn)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(chǎn)量15%~20%，以提產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)10%左右、增加混合材2%~4%、水泥性能(需水量、凝結(jié)時間)基本不變，在降低成本的同時一定要保證水泥質(zhì)量。這類企業(yè)約占15%~20%。
(4)其他特殊要求，如延長水泥凝結(jié)時間、減少坍落度經(jīng)時損失等。這類企業(yè)約占5%。
2.水泥助磨劑企業(yè)生產(chǎn)狀況
我國水泥助磨劑生產(chǎn)企業(yè)大約有300多家，生產(chǎn)的水泥助磨劑也有多種。關(guān)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(chǎn)型、提產(chǎn)增強型、緩凝型等多種。固體水泥助磨劑基本上都是提產(chǎn)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(chǎn)型摻量為0.02%~0.03%，提產(chǎn)增強型摻量為0.1%~0.2%。目前，我國水泥助磨劑年產(chǎn)量到底有多大，還沒有權(quán)威的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。如果以水泥助磨劑類型來統(tǒng)計，則提產(chǎn)增強型的多功能水泥助磨劑生產(chǎn)量約占水泥助磨劑生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生。由于粉磨阻力降低，產(chǎn)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(jīng)粉磨后溫度升高，其原因一是研磨體撞擊、摩擦產(chǎn)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(jié)，使水泥顆粒的表面能轉(zhuǎn)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(jù)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%。≤3μm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(jīng)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(jié)構(gòu)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(nèi)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(shù)效益，又有經(jīng)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(chǎn)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(jīng)濟效益，又有環(huán)境效益。假設(shè)按我國14億噸水泥產(chǎn)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(chǎn)1萬噸的水泥生產(chǎn)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。