水泥助磨剂多功能化是必然趋势

水泥 2010-05-26

　　一、助磨剂多功能化的必然性
　　1.我国绝大多数地区水泥产能已经饱和或过剩，提产的需求已经不迫切。

　　2.近年来，新建、扩建的水泥生产线都有熟料预破碎系统及高效选粉系统，磨机产量已大幅提高。例如，椎4.2×13m 磨机产量已达240t/h，提产的空间已经不大。

　　3.许多磨机水泥粉磨电耗已经降至35kWh/t以下，磨机提产15%，只能节电5kWh/t 左右，一些有余热发电的企业平均电费已降至0.4元/kWh 以下。由于提产节约的电费低于使用助磨剂的费用，因此，只有在水泥助磨剂中复合更多的其他功能（而不仅仅是助磨），才能适应市场的需要，这也是水泥助磨剂行业发展的必然趋势。

　　二、助磨剂多功能化发展现状
　　1.水泥企业需求状况
　　市场是水泥助磨剂行业发展的导航仪。根据笔者近几年的调查和分析，水泥生产企业对助磨剂的需求大致分为4类：
　　（1）要求提高磨机产量15%~20%，以提产为主要目的。这类企业大约占5%~10%。
　　（2）要求增加混合材6%~8%、提产10%左右，以降低成本为主要目的。这类企业约占65%~70%。
　　（3）要求提产10%左右、增加混合材2%~4%、水泥性能（需水量、凝结时间）基本不变，在降低成本的同时一定要保证水泥质量。这类企业约占15%~20%。
　　（4）其他特殊要求，如延长水泥凝结时间、减少坍落度经时损失等。这类企业约占5%。

　　2.助磨剂企业生产状况
　　我国助磨剂生产企业大约有300多家，生产的助磨剂也有多种。关于助磨剂的品种，如果按外观分，有固体助磨剂和液体助磨剂两种。按功能分，有提产型、提产增强型、缓凝型等多种。固体助磨剂基本上都是提产增强型，在水泥中的掺量为0.5%~0.8%。而液体助磨剂中，提产型掺量为0.02%~0.03%，提产增强型掺量为0.1%~0.2%。目前，我国助磨剂年产量到底有多大，还没有权威的统计数据。如果以助磨剂类型来统计，则提产增强型的多功能助磨剂生产量约占助磨剂生产总量的85%~90%。

　　三、助磨剂多功能化益处多
　　1.减少物料粘球、粘磨、团聚，降低粉磨电耗，提高磨机产量。2000年施行水泥强度检验新标准（ISO标准）后，我国水泥细度控制指标平均下降了2%~3%。伴随水泥细磨出现物料粘球、粘磨、团聚现象，阻碍研磨体对物料的粉磨，导致磨机电耗增加、产量下降。而水泥细度越细，粉磨阻力越大。

　　粘球、粘磨、团聚现象的产生，源于水泥细颗粒表面过剩的电荷、价键力、表面能等。而助磨剂是带极性基团的分子，它们很容易被吸附到细颗粒的表面，使水泥细颗粒表面过剩的电荷、价键力、表面能等降低或消除，从而避免粘球、粘磨、团聚现象的产生。由于粉磨阻力降低，产量随之提高，电耗随之下降。

　　2.提高选粉机效率。由于助磨剂对水泥颗粒的分散作用，使得细小的颗粒不会形成大颗粒被带回到回粉中，更多细粉作为成品排出，选粉效率提高10%~20%，循环负荷降低50%~100%。

　　3.降低出磨水泥温度。水泥经粉磨后温度升高，其原因一是研磨体撞击、摩擦产生热，这种热可以通过优化磨机参数（级配、填充率、研磨体几何形状等）降低；二是微裂纹愈合、颗粒团聚、细颗粒与研磨体及衬板黏结，使水泥颗粒的表面能转变为热能，这部分能量是可以通过助磨剂的作用降低的。根据我们许多的大磨实践，使用助磨剂后出磨水泥温度可以下降5℃~10℃。

　　4.改善水泥颗粒级配，进而改善水泥及混凝土性能。使用助磨剂后，在混合材掺量相同的情况下，水泥中≤3μm 的颗粒减少1%~4%，而3~30μm的颗粒增加3%~6%，≥45μm 的颗粒减少1%~2%。≤3μm 的颗粒需水量大、水化快，因此≤3μm 的颗粒减少对减少水泥需水量及混凝土坍落度经时损失均有利。而≤3μm的颗粒虽然水化快，对水泥1~3天强度贡献大，但由于其水化快，形成的水泥石结构不密实，过细的水泥颗粒对28天强度及混凝土耐久性都不利。

　　众所周知，3~30μm 的颗粒增加对提高水泥3~28天强度都是有利的。而3~30μm 的颗粒的增加，则是通过减少≤3μm 和≥45μm 的颗粒来实现的。≥45μm 的水泥颗粒，由于其内核（1~10μm ）被水化物包裹是永远不能水化的，而以集料的形式（同砂、石）存在于混凝土中。因此，减少≥45μm的水泥颗粒数量，既有技术效益，又有经济效益。

　　5.节能降耗，减排利废。增强型助磨剂在保持水泥强度不变的情况下，可以增加混合材掺量6%~8%，节约熟料6%~8%。一方面，它可以降低生产水泥时的能源和资源消耗；另一方面，它可以减少二氧化硫、氮氧化物等废气的排放，既有经济效益，又有环境效益。假设按我国14亿吨水泥产能来算，节约6%的熟料，1年就是6000万吨，相当于可以少建20条日产1万吨的水泥生产线。

　　6.水泥颗粒分散性好，可以解决散装水泥卸不干净的问题。

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