水泥工藝外加劑技術(shù)及應(yīng)用分析

摘要：我國現(xiàn)階段的建筑工程施工過程中，使用水泥外加劑在很大程度上改善了水泥的性能以及質(zhì)量，并且在具體應(yīng)用過程中保證水泥整體質(zhì)量符合初期預(yù)設(shè)的項(xiàng)目建設(shè)要求。水泥外加劑的技術(shù)起源于國外，隨著時(shí)代的發(fā)展不斷向前延伸的過程，被引入國內(nèi)。隨著科技水平的不斷進(jìn)步，外加劑的種類也逐漸增多，在我國的工程項(xiàng)目領(lǐng)域的建設(shè)過程中的應(yīng)用也更加廣泛。本文通過進(jìn)行水泥外加劑工藝的技術(shù)分析，將不同種類的水泥外加劑的作用進(jìn)行總結(jié)。

關(guān)鍵詞：水泥外加劑；建筑領(lǐng)域；水泥工藝

引言

水泥工藝外加劑從最開始出現(xiàn)在國外，距今的發(fā)展歷史已經(jīng)有100多年，并且以最初的水泥緩凝劑為發(fā)展基礎(chǔ)，逐漸產(chǎn)生了現(xiàn)代的多種多樣的外加劑，例如:生料速燒技術(shù)等，并且針對于我國節(jié)能減排、低碳型經(jīng)濟(jì)發(fā)展的理念，提出建立一個(gè)資源節(jié)約、環(huán)境穩(wěn)定友好社會的目標(biāo)。因此，水泥行業(yè)的整體發(fā)展過程中更加注重對于環(huán)保以及資源節(jié)約目標(biāo)的達(dá)成，水泥工藝外加劑技術(shù)也得到了持續(xù)的發(fā)展^［１］。

1水泥工藝外加劑的具體定義以及相關(guān)應(yīng)用概括

水泥外加劑工藝的概念就是通過在進(jìn)行水泥材料制備過程中，將部分可以使水泥材料整體質(zhì)量以及相關(guān)性能進(jìn)行提升，可以降低整體投入成本的少量物質(zhì)投入，并且這種物質(zhì)的投入程度需要小于1%，并且最大投入量不超過5%，水泥工藝外加劑是水泥外加劑大家庭中的一份子，并且也是外加劑中最為重要的外加劑類型之一，水泥的外加劑主要分為兩種，第一種就是水泥的工藝外加劑，另一種就是水泥在具體使用過程中添加的外加劑，它也是水泥混凝土中的重要組成部分，隨著技術(shù)水平的不斷上升，也有比較成熟的實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)。本文主要針對于水泥工藝外加劑技術(shù)進(jìn)行討論。對于水泥工藝外加劑在使用過程中的具體性研究以及相關(guān)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，與水泥混凝土產(chǎn)生足夠的相融適應(yīng)性，并且要對于混凝土的整體耐久度進(jìn)行提升^［２］。水泥工藝外加劑有些很多不同的類別，有的是生料制備使用，有的是水泥制成使用，儲存狀態(tài)分為固態(tài)外加劑，液態(tài)外加劑。在實(shí)際生產(chǎn)中主要利用相關(guān)外加劑的作用進(jìn)行分類：

表1 水泥工藝外加劑的分類

水泥外加劑技術(shù)是從國外開始發(fā)展引進(jìn)國內(nèi)的，距今已經(jīng)有百年多的歷史了，而且最早的水泥外加劑是水泥緩凝劑，水泥緩凝劑伴隨著水泥混凝土行業(yè)的快速發(fā)展，隨著社會生活水平不斷提升，對于混凝土的性能有新的要求，水泥外加劑的成分以及功能得到了大幅度提升，國外對于水泥外加劑的應(yīng)用過程主要是針對于助磨劑以及混合材料活性激發(fā)劑等方面，雖然國內(nèi)的水泥工藝外加劑引入的比較晚，但發(fā)展速度比較快。比如相關(guān)的晶種技術(shù)也比較成熟，并且最近的水泥生料速燒劑也得到了相應(yīng)的發(fā)展，我國將水泥混凝土的制作過程推向了綠色健康、長期發(fā)展的新局面，水泥的制作工藝也得到了顯著提升。推動我國建立更加標(biāo)準(zhǔn)化，高效化外加劑的研究與開發(fā)^［３］。

2水泥工藝外加劑技術(shù)在實(shí)際領(lǐng)域中的應(yīng)用

在水泥生產(chǎn)原料所使用的系統(tǒng)性外加劑、礦化劑是所有種類中比較常見的類型，這種類型具體使用量一般控制在2%左右，將相關(guān)的液相粘度以及形成礦物的主要原因進(jìn)行分析保存，得出礦化劑可以有效降低燒成溫度，促進(jìn)成果形成。單獨(dú)礦化劑是利用堿性金屬以及硅酸鹽等。實(shí)現(xiàn)大面積應(yīng)用，比如在實(shí)際生產(chǎn)過程中，將外部硫代入的相關(guān)燃料加入總反應(yīng)過程。在復(fù)合型礦化劑的使用過程中，利用石膏以及螢石等進(jìn)行反應(yīng)。在研究過程中也對其他礦化劑物質(zhì)的基本情況進(jìn)行了深化摸索。晶種技術(shù)在我國的水泥行業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)極為成熟了，在實(shí)際生產(chǎn)生活中使用到晶種的主要有，爐渣以及礦渣等，晶種的實(shí)際生產(chǎn)意義就是在生產(chǎn)的過程可以更加快速高效地結(jié)晶，加快礦物的形成過程^［４］。

2.1生料速燒劑

對我們的生活影響比較大的，就是生料速燒劑，生料速燒劑的整體作用核心是通過加入速燒劑將物質(zhì)之間的反應(yīng)鍵能進(jìn)行降低，從而有效提升整體反應(yīng)的效果。將最終的溫度進(jìn)行降低，加快硅酸鹽的出現(xiàn)，并且因?yàn)槲⒘吭氐娜芙猓V物形成之后，其中所包含的缺陷數(shù)量就比較多，這對于整體反應(yīng)效果有著不利的影響。在進(jìn)行了速燒劑的處理之后，熟料在比較低的溫度中就可以燒制而成，有效幫助儀器設(shè)備進(jìn)行中火力快速供給，將整體設(shè)備中的風(fēng)向阻力大大降低。有效減少熟料的整體制作時(shí)間，也可以幫助儀器設(shè)備減少使用過程中的不必要損耗，在極大程度上提升生產(chǎn)效率，提升整體生產(chǎn)質(zhì)量。在實(shí)際的速燒劑應(yīng)用過程中，需要進(jìn)行相關(guān)技術(shù)措施的嚴(yán)格執(zhí)行，在對于生料的篩選過程，需要保證生料比以及過篩狀態(tài)滿足生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，并且要將1%以下的部分進(jìn)行生料與速燒劑的混合^［５］，要保證生料的主體結(jié)構(gòu)持續(xù)穩(wěn)定，在實(shí)驗(yàn)過程中的燃料供給也要穩(wěn)定，最終成品的質(zhì)量要達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)以上，保證整體反應(yīng)過程趨于暗火，保證好整體過程的人員安全，加強(qiáng)反應(yīng)容器的密閉保溫性，將反應(yīng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行總體優(yōu)化。通過進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)以及生產(chǎn)實(shí)踐，高效的速燒劑可以有效提升生料轉(zhuǎn)化為熟料的效率，并且將轉(zhuǎn)化過程中消耗的能源降低到原來的70%以下，并且將最終形成成品的整體質(zhì)量進(jìn)行提升，降低成品制作成本。

表2 高效復(fù)合型速燒劑技術(shù)實(shí)際應(yīng)用效果圖

2.2水泥助磨劑

水泥在進(jìn)行制備過程中所使用的系統(tǒng)外加劑，在我國使用的主要助磨劑是乙二醇等化學(xué)類物質(zhì)，而國外使用的主要以脫糖木質(zhì)磺酸鈣等為主，助磨劑在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用程度不容小覷，特別是對于發(fā)達(dá)國家來講，液態(tài)助磨劑以及固態(tài)助磨劑的使用情況都比較全面，使用方式就是在進(jìn)行物料粉末處理過程中將助磨劑加入磨中，助磨劑的作用機(jī)理就是利用自身的物理特點(diǎn)或者是化學(xué)反應(yīng)特點(diǎn)，有效降低物料中的顆粒面進(jìn)行摩擦的程度，減小物料的各個(gè)小顆粒之間的吸附能力，將顆粒與顆粒之間的滑動性進(jìn)行提升，有效增強(qiáng)物料流動程度，幫助磨內(nèi)環(huán)境進(jìn)行相關(guān)改善。并且，有效減少物料之間的顆粒吸附現(xiàn)象，幫助裂紋擴(kuò)展，有效防止小物料顆粒的整體聚合，幫助研磨過程中的物料顆粒進(jìn)行分解分散化處理，幫助磨制極限得到有效延長。水泥助磨劑在實(shí)際生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用，可以有效提升水泥的10%到30%不等的具體產(chǎn)量，并且相對于同等條件下不應(yīng)用助磨劑的水泥制備過程，使用助磨劑的水泥制備過程對于原材料的利用比例也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于不使用助磨劑的水泥制備過程^［６］。

2.3緩凝劑

調(diào)整凝結(jié)劑，伴隨著國家現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程的不斷延伸，各種交通建設(shè)以及建筑過程中對于大體積混凝土的使用都需要大量的凝結(jié)時(shí)間更長的，持續(xù)時(shí)間更久的混凝土水泥的應(yīng)用，還有的應(yīng)用需要的持續(xù)時(shí)間更加久，這也是通過初步調(diào)整配方以及常規(guī)條件下進(jìn)行水泥混凝土制備很難達(dá)成的具體目標(biāo)，只有利用外加的延緩凝結(jié)劑才可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。緩解凝結(jié)劑的作用就是延長水泥混凝土的凝固時(shí)間，緩解凝結(jié)劑可以分成有機(jī)和無機(jī)兩種，無機(jī)緩解凝結(jié)劑的作用是與2價(jià)鈣離子形成難以溶于鹽中的離子，并且-1價(jià)的氫氧根離子形成氫氧化合物陽離子，這樣的陽離子的抗凝結(jié)作用都比較好，而非離子化合物也可以利用氫鍵結(jié)合產(chǎn)生化學(xué)晶核，從而使水化程度提升，延緩凝固。水泥混凝土的凝結(jié)過程跟其中含有的水泥礦物質(zhì)的水化速度以及水泥根本的凝聚速度以及投入的水量都有著極為密切的聯(lián)系^［７］，所以，只要能將水泥的礦物質(zhì)水化過程以及相關(guān)水泥水化體系進(jìn)行改變，就可以改變水泥的整體凝聚過程，改變水泥的凝結(jié)速度，加水以及拌水量控制都可以作為調(diào)整水泥凝結(jié)速度的外加劑來使用，有機(jī)表面活性劑可以在水泥表面進(jìn)行吸附作用，這種吸附狀態(tài)下可以保證水泥的水化作用最大程度的降低，并且因?yàn)楸砻婊钚詣┚哂幸欢ǖ乃肿游侥芰?，所以也可以利用這種吸附能力，把水泥表層水分子層變厚，從而對水泥起到延緩凝結(jié)的作用，有部分無機(jī)物也可以跟水泥中的物質(zhì)形成鈣礬石之類的復(fù)鹽，這種物質(zhì)可以有效在水泥表面進(jìn)行吸附作用，從而達(dá)到阻止水泥的具體水化過程，對于水泥的凝結(jié)起到緩解作用^［８］。

3水泥工藝外加劑的作用

將水泥的實(shí)際質(zhì)量進(jìn)行提升。主要要從水泥的性能活性入手，水泥的活性跟水泥本身所用的熟料中的礦物結(jié)構(gòu)有關(guān)，也與其中的礦物組成有關(guān)，在水泥粉磨過程中，整體的研磨程度以及相關(guān)水泥顆粒等級以及形狀，混合過程中的材料比例，投入的材料數(shù)量等等都有著實(shí)際的關(guān)系，混凝土中的水泥材料會有大概20%的部分不會經(jīng)歷水化過程，具體怎樣讓水泥在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)揮整體活性，就需要響應(yīng)國家綠色發(fā)展的號召，將水泥的整體利用向高性能、綠色化發(fā)展的方向進(jìn)行，利用好工業(yè)廢物，利用好助磨劑對于水泥的初期研磨過程進(jìn)行物理激發(fā)，其次就是通過化學(xué)激發(fā)過程，通過對于混凝土的整體耐久度進(jìn)行相關(guān)的無害的化學(xué)材料的投入，從而達(dá)到水泥活性激發(fā)的目的。并且按照化學(xué)激發(fā)的具體實(shí)施方式，可以分化為堿類激發(fā)以及硫酸鹽激發(fā)等等的多種化學(xué)激發(fā)手段^［９］。

通過添加助磨劑進(jìn)行水泥活性激發(fā)，加入助磨劑也可以有效提升磨機(jī)的產(chǎn)質(zhì)量，提升接觸面的整體面積，進(jìn)而提升水泥的整體性強(qiáng)度，在實(shí)際應(yīng)用過程中，對于助磨劑的使用主要是利用助磨劑以及化學(xué)添加劑中的化學(xué)物質(zhì)，通過這種化學(xué)物質(zhì)與水泥中的硅等成分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，從而利用這種化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)進(jìn)行水泥質(zhì)量以及活性狀態(tài)的提升，并且將水泥中的氧化物進(jìn)行晶格缺陷處理，從而使其反應(yīng)狀態(tài)不穩(wěn)定，提升整體反應(yīng)活性^［１０］。

水泥在粉磨過程中對于激發(fā)劑的實(shí)際應(yīng)用要做到有底有度，水泥激發(fā)劑可以有效提升水泥粉磨過程的產(chǎn)量，并且可以有效促進(jìn)研磨過程的進(jìn)行，從而提升水泥研磨效率。但是在具體的規(guī)模化生產(chǎn)過程中，一定要履行相關(guān)操作的規(guī)范性，對于水泥活性激發(fā)劑的用量以及操作過程要進(jìn)行嚴(yán)格把控，如果激發(fā)劑的使用量過大，很容易造成水泥質(zhì)量的衰變，而激發(fā)劑使用量過少也會導(dǎo)致整體質(zhì)量不均衡，所以應(yīng)用到水泥實(shí)際生產(chǎn)過程中的激發(fā)劑需要具體的進(jìn)行品類控制，在其中有部分激發(fā)劑同時(shí)也具有助磨劑的作用，通過對于這一類激發(fā)劑的具體利用，可以有效提升水泥質(zhì)量，通過對激發(fā)劑本身的化學(xué)反應(yīng)的利用，將水泥與激發(fā)劑產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)之后形成的物質(zhì)利用到水泥的質(zhì)量強(qiáng)化過程中去，并且當(dāng)前階段下的水泥加工工作，有很多的水泥生產(chǎn)企業(yè)會利用水泥激發(fā)劑來進(jìn)行對于水泥生產(chǎn)過程中的效率以及質(zhì)量的總體提升，對于生產(chǎn)過程中的激發(fā)劑的使用量控制是極為必要的?，F(xiàn)階段項(xiàng)目工程建設(shè)中，因建設(shè)需求的差異，所以對水泥有著差異化的型號、性能需求。而因部分項(xiàng)目工程的特殊性，會在施工期間涉及到特殊水泥的制備。為提升特殊水泥的性能，需合理應(yīng)用特殊功能外加劑。針對此類外加劑技術(shù)的應(yīng)用，具備以下效果：凝結(jié)速度快、顏色表現(xiàn)良好、投入成本低、水泥產(chǎn)出量高；水泥粉磨制備期間涉及到大量工業(yè)廢渣的應(yīng)用，添加劑的應(yīng)用成本比較低，并能實(shí)現(xiàn)增加對混合材的添加量^［１１］。

表3 生產(chǎn)高標(biāo)號水泥技術(shù)數(shù)據(jù)一覽表

4結(jié)語

綜上所述，隨著水泥外加劑工藝水平的不斷進(jìn)步，伴隨著工程質(zhì)量水平的不斷提升，水泥的質(zhì)量監(jiān)測過程對于工程項(xiàng)目的施工過程也越發(fā)重要，為了確保建筑質(zhì)量檢測結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間，就需要將水泥質(zhì)量進(jìn)行相對提升，水泥材料在實(shí)際項(xiàng)目建設(shè)過程中的應(yīng)用程度越發(fā)增大，并且水泥質(zhì)量也與工程質(zhì)量息息相關(guān)，所以在進(jìn)行水泥材料制備的過程中，需要將不同類型的外加劑進(jìn)行相應(yīng)的添加，這樣才能使不同的外加劑發(fā)揮其自身作用，并且將特殊功能的外加劑進(jìn)行合理使用，將凝結(jié)速度比較快，水泥材料的顏色表現(xiàn)比較好，工程投入成本比較低，對于水泥的產(chǎn)量比較高，對于這種優(yōu)質(zhì)的外加劑進(jìn)行合理利用，可以有效提升整體建筑質(zhì)量水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]谷志偉.淺析外加劑技術(shù)與水泥工藝的融合應(yīng)用[J].四川水泥,2019(07):2

[2]連飛鵬.水泥工藝外加劑技術(shù)及應(yīng)用[J].四川水泥,2019(02):7

[3]賀興輝,王子維,李忠軻.水泥工藝外加劑技術(shù)及應(yīng)用分析[J].四川水泥,2018(04):2

[4]王英豪,薛金朋,宗東果.論水泥工藝外加劑技術(shù)及應(yīng)用[J].四川水泥,2017(11):3

[5]冉維民,賀琳琳.淺談水泥工藝外加劑技術(shù)及應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2016(08):53

[6]孫淑賢.淺析水泥工藝外加劑技術(shù)及應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù),2014,34(01):253

[7].“全國混凝土外加劑與水泥相容性技術(shù)”、“最新聚羧酸高性能減水劑生產(chǎn)與應(yīng)用技術(shù)”培訓(xùn)班招生[J].廣東建材,2009(01):149

[8]張偉,鐘海濤,劉加平,嚴(yán)生,馬廣亮. 水泥工藝外加劑與混凝土外加劑雙摻對混凝土性能的影響[C]//.水泥助磨劑研究與應(yīng)用論文集.,2005:45-52

[9]李躍宏,石效吉,仲偉興,趙洪義.水泥工藝外加劑技術(shù)及應(yīng)用(二)[J].水泥工程,2002(05):54-57

[10]李躍宏,石效吉,仲偉興,趙洪義.水泥工藝外加劑技術(shù)及應(yīng)用(一)[J].水泥工程,2002(04):48-49

[11]趙洪義 ,李躍宏 ,石效吉 ,王志全 ,李岳.應(yīng)用水泥工藝外加劑技術(shù)迎接水泥新標(biāo)準(zhǔn)挑戰(zhàn)[J].中國建材,2001(03):31-34