水泥工艺外加剂技术及应用分析

贺兴辉 王子维 李忠轲

(1华北理工大学材料科学与工程学院， 河北 唐山 063210；2华北理工大学电气工程学院， 河北 唐山 063210)

随着我国建设行业迅速发展，对水泥需求量与质量要求变得更高，这对水泥行业来说既是挑战也是机遇，如何抓住机遇规避挑战具有现实意义，本文分析水泥工艺外加剂技术及应用要点。

1 外加剂与水泥适应性概述

水泥工艺外加剂指的是在绿化环保、节约能源的条件下，在生产水泥和制作的过程中，通过添加一定类型、一定数量的外加剂，通常外加剂的添加量应该控制在5%以内，对水泥材料的性能进行改善和优化，实现降低生产成本的一种工艺技术。外加剂与水泥的适应性指的是通过使用一定数量的外加剂能否对水泥的质量得到改善的一种描述，只有在控制成本、绿色环保的基础上，有效果才能投入使用。与混凝土外加剂类似，水泥外加剂也是衡量水泥整体质量的一个重要指标。

目前，市场上所有品种的外加剂与水泥之间都存在一个非常重要的适应性问题。进一步分析如下：在不同质量性能的水泥中加入同样类型、同样比例的外加剂，会出现不同的效果。因此不同类型的水泥应该使用匹配度合适的外加剂从而保证整体质量。在衡量外加剂效果的过程中，流动性、坍落度等都是重要的技术指标。其中流动性通常可以釆用测定水泥净浆流动性能的变化来实现，因此这种测试手段也成为目前水泥厂以及混凝土单位检验外加剂与水泥适应性的重要方式。

2 水泥生产中影响适应性因素分析

水泥生产中很多因素都会影响外加剂适应性，本部分以碱含量为例进行分析，为后期论述做好铺垫。

水泥中碱含量不同会造成同一种外加剂适应性变差。如某公司生产的低碱水泥与外加剂适应性偏差，净浆流动度小，根本原因就是碱含量过高，如图2-1所示为当时水泥中碱含量与外加剂的适应性。可以发现，通常外加剂与水泥适应性较好的水泥碱含量在0.37%-0.52%区间内且波动范围小，适应性较差或不稳定的在0.54%以上。

3 水泥工艺外加剂在生产中的应用分析

上部分简单分析水泥生产中影响添加剂适应性的因素，本部分阐述外加剂具体应用。

3.1 水泥生料制备系统应用分析

3.1.1 矿化剂技术

作为一种非常重要的外加剂，矿化剂通过在实践应用中红发挥作用，可以有效加速碳酸盐溶解。由于早强矿物形成较早，因此对产品质量具有非常大的改善作用。通常情况下，可以将其使用量控制在2%作用。使用量不足将会降低水泥质量，水泥使用量一旦超出标准范围，也会造成严重的不良影响。在实际生产加工过程中，矿化剂可以分为复合矿化剂和单矿化剂。

3.1.2 晶种技术

晶种技术的应用原理指的是在水泥加工的过程中，通过加入某一种晶体从而实现改善结晶率的目的。我国在晶种的使用上已经经历了很长一段历史，通过试验证明这种方式确实可以加快矿物形成。在实际的生料制备过程中，将矿化剂和晶种共同应用于水泥材料中可以改善效果。但在实际使用过程中需要根据水泥情况控制好比例，具体需要将两者控制在3%和1.5%就可以。

3.1.3 生料速烧剂技术

目前，在水泥生料速烧过程中通过加入适量的生料速烧剂，可以保证在低温环境下确保生料的煅烧效率，从而实现节约能源、控制成本的目的。通常情况下生料速烧剂的比例应该控制在0.4%～0.7%以内，从而保证煅烧的质量和数量。但在具体使用过程中需要注意的是，生料速烧在添加前，应该制定合理、科学的配置方案，从而保证配热量及煅烧条件的严格性要求，确保在使用过程中保证水泥生料的均匀度，避免影响水泥的煅烧质量，造成严重的经济损失。

3.1.4 生料助磨剂技术

在水泥加工过程中，通常情况下为改善粉末性能，需要在水泥生料制备过程中使用一定数量的助磨剂。助磨剂的作用可以通过直接吸附在水泥物料的颗粒表面，有效避免摩擦力过大的情况，从而改善物料表面的光滑情况。通过添加材料后，通过试验，可以观察到物料的流行性明显加强，机械设备自身的性能也可以得到大幅度改善。在实际水泥生产单位中，通常使用石墨、焦炭等材料作为助磨剂用于生料制备生产中，从而保证水泥物料的生产质量。

3.2 水泥制备系统应用分析

水泥植被系统外加剂主要有水泥激发剂、缓凝剂、水泥助磨剂以及生产加工特种水泥过程中使用到的外加剂等材料。水泥制备系统外加剂技术主要包括水泥助磨技术、缓凝剂技术、水泥激发剂技术以及特种水泥外加剂技术。

3.2.1 水泥助磨技术

水泥助磨技术与生料助磨技术相似，水泥助磨剂可自行吸附在物料表面，可以通过改善物料间的光滑度，从而提升水泥流动性，确保提升粉末质量。具体又可以水泥助磨技术分为液态助磨剂与固态助磨剂。对于液态助磨剂通常需要控制在0.01%，对于固态助磨剂应该控制在0.2%～1%以内。

3.2.2 缓凝剂技术

混凝土工程在建筑行业中具有非常重要的作用，对于较大的混凝土工程而言，通常需要将终凝时间控制在7个小时左右。通过使用缓凝剂技术可以有效改善终凝效果。缓凝剂的使用可以有效吸附水泥表层中的水分，有效避免出现水泥水化的问题，从而延长终凝时间，进而实现改善水泥质量的目的。

3.2.3 水泥激发剂技术

为进一步改善水泥质量，在实际企业生产加工过程中，需要使用激发剂并结合生产加工过程中的标准，同时要严格保证按照标准来添加。目前市场上的水泥激发剂种类较多，通过合理使用水泥激发剂，可以充分发挥助磨功能。使用水泥激发剂可以促进水泥和外加剂的化学反应，确保水泥本身的强度，因此可以保证水泥的硬度。

3.2.4 特种水泥外加剂技术

对于不同的混凝土加工类型，水泥的性能要求也存在较大的差异。大部分工程在建设过程中，根据建设的需要，需要制备特殊水泥。针对这种情况应该使用特殊功能的外加剂。通过正确使用外加剂可以保证水泥的产量和质量，从而实现降低生产加工成本的目的。保证水泥质量符合国家各项指标要求，颜色好、早强高、凝结快，从而加快生产，促进企业不断扩大生产规模。

4 结语

总之，目前在水泥生产过程中，通过大量使用工业废渣，可以获得更好的优惠政策。同时随着材料技术和化学技术的不断发展，在外加剂的使用种类上也不断增加，同时材料成本在不断降低，使用外加剂技术对于改善水泥质量、确保水泥混凝土产业绿色可持续发展具有重要的现实意义。

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