水泥工艺外加剂技术及应用分析

文/李海东，冀东水泥股份有限公司唐山分公司

水泥工艺外加剂技术及应用分析

文/李海东，冀东水泥股份有限公司唐山分公司

随着我国社会经济的发展，建筑业的水泥工艺也逐步提高，在水泥的生产过程中，外加剂的使用是必不可少的一个环节，它的使用情况与使用方式直接或者间接的对水泥的性质与品质挂钩。本文就水泥工艺外加剂的技术进行阐述与技术的应用分析。

水泥工艺；外加剂；品质

1 水泥工艺外加剂技术综合概述

1.1 水泥工艺外加剂的定义

水泥工艺外加剂指的是在水泥生产过程中加入以下能够改善水泥产品性能，提高水泥质量，降低成本的一些添加物质。按照要求上掺入量一般小于百分之一，不得大于百分之五。

1.2 水泥外加剂重要组成部分

水泥外加剂可分为水泥生产过程中用的水泥工艺外加剂和水泥过程中用的水泥混凝土外加剂。水泥混凝土外加剂技术成熟，使用简单。已经成为组成混凝土不可或缺的部分。而水泥工艺外加剂技术比较复杂，本文着重讨论。

1.3 水泥工艺外加剂有哪些组成部分

水泥工艺外加剂按掺加工序不同可以分为水泥粉磨用外加剂和生料用外加剂；按物理形态的不同，可分为液态类型外加剂和固态类型外加剂；按照化学成分的不同，可以分为无机外加剂、有机外加剂和无机复合外加剂。

1.4 目前国内外水泥工艺外加剂的发展现状

国外水泥工艺外加剂技术历史久远大约有100年左右的时间，由于技术发展较早，技术比较成熟。国外水泥工艺外加剂技术最早是用作水泥缓凝剂。随着水泥工艺的飞速发展，这就对水泥的性能有着更高的要求，水泥外加剂技术飞速发展得到了广泛的运用。国外的水泥外加剂主要作用在助磨剂和生产混凝土材料的外加剂。比如在德国、美国、英国等发达国家广泛使用水泥工艺外加剂。我国的水泥工艺外加剂技术发展比较晚，但是随着新兴技术的注入，发展比较迅速。水泥矿化剂技术、晶种技术等比较成熟并且得到了广泛的运用。目前水泥生了速烧剂、水泥助磨剂等技术也得到了一定程度的发展。我国目前正朝着绿色和高性能发展，水泥工艺外加剂技术得到了一定的提高。

2 水泥工艺外加剂技术的应用

2.1 水泥生料外加剂

矿化剂。矿化剂的使用量一般为1.6%～2.6%；矿化剂在水泥中可以提高氧化物的化学反应的活性与效率，提高液相量，减少一系列由液相粘度形成的早强矿物，使烧成温度减低，益于硫化碳的生成。较常用的有：单矿化剂，多为碱性的金属或是碱性金属土的氟盐，硅酸盐；复合矿化剂，石膏和萤石，氧化锌等；某些矿物质或者化合物也可以作为水泥的矿化剂来使用，如：碱、钡、氧化镁等。

晶种。晶种技术在水泥生产过程中得到了广泛的运用，可以用做晶种的主要有熟料、炉渣和矿渣等。掺量一般在百分之一点五到百分之三之间。晶种在水泥生产中主要起到有道结晶的作用，可以加速矿物的形成。

生料速烧剂。生料制备最好同时使用矿化剂和速烧剂，这样能够充分发挥二者的组合优势。大量试验证明，使用高效的生料速烧剂可以将产量大幅度提高，同时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 水泥制备系统外加剂

助磨剂。水泥助磨剂的使用作用：可以降低反应物间的键能，提高物质化学反应活性，强化二氧化硅和氧化碳间的反应能力；缩短液相产生的时间，增加液相产量，降低液相粘度，降低温度，加快硅酸盐矿物的形成；能够促使枣强产物及硫化碳的形成；能够提高矿物中有缺陷的微晶含量。

加入速烧剂后，熟料在1200摄氏度到1300摄氏度之间快速烧成，窑内上火速度可以得到显著提升，底火上移加快，中间底火变浅，窑内的通风质量变高，有利于窑内熟料的冷却。这就可以让整个熟料烧成时间变少，使水泥熟料在煅烧过程中形成良好的循环，能够提高熟料的产量，降低熟料的热耗。我国使用的助磨剂主要有以下几种：乙二醇、丙三醇、二乙醇胺、三乙醇胺和木质素磺酸盐等。外国实用的助磨剂有三乙酸胺、碳黑、磷酸三钙和脱糖木质磺酸钙等。在发达国家助磨剂被广泛的运用，反观我国助磨剂使用率极低。液态助磨剂剂一般在百分之零点零六左右，固态助磨剂一般在百分之一左右。成本一般在1-5元每吨之间。

缓凝剂。随着我国经济建设的高速发展，越来越多的高速公路和大型混凝土工程需要建设，这就需要大量的终凝时间在六到八小时以上的水泥。鉴于这种情况一般的配料方案难以达到预期效果，所以只有通过外加缓凝剂才能解决问题。

缓凝剂可以分为无极缓凝剂与有机缓凝剂。无机缓凝剂是能与钙离子生成难溶与盐的离子，如氟离子，磷酸离子等能与氢氧根离子形成难溶性氢氧化物的阳离子。这些的缓凝效果非常好，能在水泥颗粒表面产生强烈的化学结合，从而使水化显著延缓。

激发剂

激发剂可以使水泥的实物质量改善，并进一步提升水泥的活性。水泥的活性取决于熟料的矿物组成与矿相的结构，还与水泥的粉末程度，颗粒形状，混合材料的种类等有关。为了让水泥发挥更好的活性可以采用化学激发的方法。按照化学激发的形式可以分为碱激发、硫酸盐激发等多种激发方式。

通过助磨功能提高磨机产能，提高表面积从而提高水泥的强度。其增强功能主要是通过添加剂中化学物质和水泥中的硅跟铝等进行化学反应，造成水泥中氧化物晶格缺陷，提高反应活性。

2.3 生产特种水泥用外加剂

特种水泥的生产可以用硅酸盐水泥熟料混合特种性能外加剂粉磨制成。这能改进特种水泥的生产方式。特种水泥的外加试剂应当根据特种水泥的生产模式和产品性能进行综合考虑，并进行研究，本文就不做详细陈述。

3 结语

水泥工艺外加剂是在水泥生产中添加的，能够达到改善产品性能，降低生产成本的效果。生料制备需要用到的外加剂有矿化剂、晶种、速烧剂等。通过大量的试验证明，是用搞笑的生料速烧剂可以调高产量达15%以上，煤耗降低大约15%，能够铭心啊的改善熟料的质量降低成本。水泥的制备用的外加剂主要包裹水泥助磨剂、水泥缓凝剂和激发剂等。使用助磨剂生产水泥时，能够提高产量，在能耗相同的情况下可显著的提高比面积。使用激发剂主要作用是提高水泥的活性，从而达到改善水泥的质量和性能的目的。使用高效复合水泥添加剂能够达到助磨和增强的功能。可以大量的利用工业产生的废渣，生产绿色环保的水泥。

[1]张军.水泥工艺对混凝土耐久性的影响分析[J].四川水泥.2017(08).