淺談水泥企業(yè)對水泥助磨劑的合理選擇和應(yīng)用

  一.前言

  水泥助磨劑能消除“靜電屏蔽”作用,防止物料粘球、糊段、堵塞隔倉板和蓖板,同時促成磨內(nèi)處于亞飽和或不飽和的電介質(zhì)趨于飽和的穩(wěn)定狀態(tài),從而能有效抑制細(xì)小微粉重新聚成團(tuán)向小顆粒、大顆粒方向產(chǎn)生;多功能復(fù)合水泥助磨劑,除了具有提高水泥粉磨效率的作用外,還具有提高水泥各齡期強(qiáng)度的效果。由此可見,水泥企業(yè)如果能合理地應(yīng)用水泥助磨劑產(chǎn)品,不僅能較大幅度地提高水泥的產(chǎn)量,而且還能起到降低熟料的消耗、節(jié)約能耗、綜合利用資源、減排粉塵和廢氣(二氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物等)、提高綜合經(jīng)濟(jì)效益、大大地提升水泥企業(yè)在市場上的競爭能力。

  二.選擇產(chǎn)品應(yīng)考慮的因素

  選擇理想的水泥助磨劑產(chǎn)品是要看它能否給本企業(yè)帶來質(zhì)量效果和經(jīng)濟(jì)效益作為前提條件。目前,我國市場上的水泥助磨劑生產(chǎn)廠家正如雨后春筍般地壯大,有的技術(shù)力量雄厚,具有產(chǎn)品質(zhì)量保證體系,不僅具備產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)實(shí)力,而且還有良好的技術(shù)服務(wù)作為支撐。長沙保靈建材助劑有限公司研發(fā)出的各類型助磨劑新產(chǎn)品,攻克了水泥助磨劑使用過程中適應(yīng)性存在的問題,其產(chǎn)品性能可靠、效果顯著,正深受廣大水泥企業(yè)的親睞。相比之下,有的水泥助磨劑企業(yè)生產(chǎn)落后,技術(shù)力量薄弱,甚至無一臺檢測設(shè)備、無一檢測人員,所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量根本是無法保障的。

  水泥助磨劑按類型來分:國產(chǎn)品牌和國外品牌(主要引進(jìn)國外技術(shù)),有粉體和液體。

  粉體助磨劑主要成分是NaCl和Na2SO4。NaCl中含有約60%的Cl-。Cl-含量較高:其一,易造成水泥混凝土內(nèi)部鋼筋“銹蝕”反應(yīng),導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)破壞。其二,在溫度較高的情況下,加劇磨機(jī)倉內(nèi)研磨體和輸送設(shè)備的磨損;其三,會引起水泥中Cl-含量偏高而不符合水泥的品質(zhì)指標(biāo)要求;另外,NaCl和Na2So4中均含有“堿”(Na2O),如果水泥制品中堿含量偏高,會產(chǎn)生“堿性骨料”反應(yīng),導(dǎo)致水泥構(gòu)件表面出現(xiàn)起灰、開網(wǎng)、發(fā)裂現(xiàn)象,還會引起體積膨脹造成內(nèi)部內(nèi)應(yīng)力減小、結(jié)構(gòu)松弛。粉體水泥助磨劑在使用過程中,還需增加提升設(shè)備、儲庫和計量設(shè)備,不僅工藝復(fù)雜,而且還耗電。

  選擇助磨劑產(chǎn)品,原則上優(yōu)先考慮選擇液體型復(fù)合水泥助磨劑。液體型復(fù)合水泥助磨劑主要是以醇胺類有機(jī)物與其它成分復(fù)合而成,其摻加量(占水泥總重量的百分比)為0.02%-0.15%。引進(jìn)國外技術(shù)的液劑相對摻量較?。?.02%-0.05%),這類產(chǎn)品主要功能是助磨作用,以達(dá)到提高水泥產(chǎn)量為目的。但它一般對水泥的增強(qiáng)效果并不顯著。又因摻量較小,在使用過程中加劑量的相對誤差較大。國內(nèi)產(chǎn)品的摻量大多在0.1%左右,主要結(jié)合了我國水泥生產(chǎn)實(shí)際情況,以增強(qiáng)功能為主。因?yàn)閱渭兛紤]助磨作用,提高水泥產(chǎn)量的幅度是有一定限度的,只節(jié)約電耗而帶給水泥企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益并不是很明顯。如果水泥助磨劑能有效地激發(fā)水泥強(qiáng)度,那么在確保水泥各齡期強(qiáng)度不下降的前提下,可降低熟料的消耗,多摻混合材(一般是因地制宜較廉價的),這樣來考慮的綜合經(jīng)濟(jì)效益相對提高多了。

  在選擇液體水泥助磨劑時,從對社會環(huán)境和人體健康的角度來考慮,應(yīng)選擇無毒、無刺激性氣味的產(chǎn)品;從確保加劑量的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性來說,盡量選擇無沉淀、粘度相對較小的產(chǎn)品,避免沉淀物堵塞液泵,防止生產(chǎn)過程中臨時停料,而停劑滯后停料的情況下,助磨劑易粘、糊磨頭物料而影響正常下料。

  三、產(chǎn)品試驗(yàn)和使用過程中應(yīng)注意的問題

  水泥助磨劑產(chǎn)品的試驗(yàn)一般分為小磨對比試驗(yàn)和大磨對比試驗(yàn)兩個步驟,它的使用分生產(chǎn)試用和正常使用兩個階段進(jìn)行。小磨試驗(yàn)是指同配比物料(%)、并重量一致(水泥總重量一般為4-5kg),在不加劑和加劑的情況下,分別在小磨內(nèi)粉磨相同時間(根據(jù)水泥粉磨的比表面積與生產(chǎn)情況基本一致),然后對各自水泥進(jìn)行物理檢驗(yàn)。為了確保各種物料的均勻性,取各種物料要滿足所需物料的一倍以上,粒度較大要先經(jīng)細(xì)碎,水分較高的先需烘干,各物料分別混合均勻后,取樣一般采取“平鋪四分法”,嚴(yán)禁在物料堆集情況下取樣,因?yàn)槎鸭癄顟B(tài)下物料因粒度有差異而易分級。應(yīng)引起注意的是:在對比試驗(yàn)之前事先須用“空白樣”進(jìn)行“洗磨”(防止小磨中殘留有熟料而影響對比結(jié)果)后,方可進(jìn)行;加劑應(yīng)按劑所要求的摻量(%),用天平準(zhǔn)確稱??;嚴(yán)禁劑沒經(jīng)小磨粉磨而直接在水泥成型時將劑加入水中。其原因:劑沒有參與粉磨,而忽視了劑原本的“助磨”作用。另外由于成型水泥重量(450g)相對小,加劑相應(yīng)少,難以確保加劑量的準(zhǔn)確性(假如劑的摻量為0.02%,成型水泥時的加劑只有0.09g)。小磨試驗(yàn)一方面由于物料在磨內(nèi)粉磨過程中的環(huán)境溫度沒有大磨高,并存在“過粉磨”現(xiàn)象。另一方面有時小磨試驗(yàn)的樣品并不代表廠家正常提供的使用產(chǎn)品(因有的助磨劑生產(chǎn)企業(yè)為了求得試驗(yàn)效果,先占領(lǐng)市場,不講誠信而采取小樣的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常供貨的產(chǎn)品成本)。所以,小磨試驗(yàn)的結(jié)果并不能完全真實(shí)反映大磨的情況,它只能作為一種參考和在劑正常使用后對其產(chǎn)品性能作對比檢驗(yàn)的依據(jù)(同一生產(chǎn)助磨劑企業(yè)提供的同一產(chǎn)品,其小磨試驗(yàn)結(jié)果和大磨正常使用的效果之間必然存在著某種可比關(guān)系)。

  為了能全面地真實(shí)地體現(xiàn)出水泥助磨劑產(chǎn)品的性能和效果,只有通過大磨試驗(yàn)和正常使用過程中反應(yīng)的情況來證明。大磨試驗(yàn)一般采取加入水泥助磨劑前、后對水泥的物理性能和其它性能進(jìn)行對比試驗(yàn)。它可分為在以下情況下進(jìn)行:不改變磨機(jī)臺時產(chǎn)量和水泥配比(%);維持原來的磨機(jī)臺時產(chǎn)量,降低熟料配比(%),同時相應(yīng)增加混合材的配比(%);既提高磨機(jī)臺時產(chǎn)量又降低熟料配比(%),且相應(yīng)增加混合材的配比(%)。一些人主張大磨對比試驗(yàn)的時間需要幾個班次或幾天,認(rèn)為時間越長越能反映助磨劑產(chǎn)品的效果。我們認(rèn)為較長時間地進(jìn)行對比試驗(yàn)是不科學(xué)的:經(jīng)過的時間越長,各種物料的性能變化越大,相對穩(wěn)定程度更低;如果加入助磨劑的效果不良,反而會造成生產(chǎn)出不符合質(zhì)量要求的水泥量越大,水泥企業(yè)蒙受的經(jīng)濟(jì)損失會更大。因而,我們建議對比試驗(yàn)的次數(shù)間隔地可增多些,且每次對比的時間稍短些為好。在水泥磨正常工作情況下,先取加劑前2-3小時水泥綜合樣品(每半小時取樣一次);根據(jù)所對比試驗(yàn)的需要,在加劑“洗磨”一小時(這段時間如取樣,樣品不納入前、后對比)后,再取加劑2-3小時水泥綜合樣(每半小時取樣一次)。將加劑前、后的綜合樣分別按要求進(jìn)行對比試驗(yàn)。

  水泥企業(yè)在水泥助磨劑的試驗(yàn)和正常使用過程中,還應(yīng)注意以下幾個方面的問題:

  1.對比試驗(yàn)應(yīng)在同一臺磨機(jī)上進(jìn)行。有些水泥企業(yè)采取在一臺磨機(jī)上加劑與在另一臺磨機(jī)上不加劑進(jìn)行對比,由于物料的性能有所差異和磨機(jī)結(jié)構(gòu)及匹配的磨機(jī)粉磨系統(tǒng)不同(即使同一規(guī)格的磨機(jī)也不一定相同),所以這種對比的可比性較差。

  2.加劑應(yīng)保持連續(xù)性。針對有的磨機(jī)物料配料系統(tǒng)采用斗式秤間歇式地進(jìn)行供料和計量,加劑點(diǎn)應(yīng)選擇磨頭中空軸內(nèi),并加劑須連續(xù)進(jìn)行,這樣可避免將劑間斷加在磨機(jī)前端輸送部位而會造成液體助磨劑損失的不足。也有的企業(yè)采取劑泵與微機(jī)聯(lián)鎖,加劑與給料同步間隙式進(jìn)行,這樣會造成加劑量不易控制。

  3.助磨劑的摻量應(yīng)準(zhǔn)確。如果劑量偏小,助磨劑不能有效地完全覆蓋

  物料顆粒的表面,而影響其作用;劑量在一定范圍內(nèi)偏高,助磨劑的效果隨劑量的增多會越好,但劑的使用成本也相應(yīng)提高了;劑量過大,吸附作用增強(qiáng),導(dǎo)致分散性降低,反而得到的效果不佳。由此在助磨劑的大磨試驗(yàn)過程中,水泥企業(yè)必須對加劑量進(jìn)行抽查和監(jiān)督。在助磨劑正常使用過程中,為了確保加劑量的準(zhǔn)確性,要盡量減少盛劑桶變換頻率(可增設(shè)容量大的桶盛劑,確保一個桶的供劑量不低于一個班次生產(chǎn));還應(yīng)建立對水泥助磨劑產(chǎn)品使用的管理制度,務(wù)必對劑的下料量進(jìn)行定期抽查和調(diào)整,做到每小時一次。

  4.物料的顆粒和水分要嚴(yán)格控制。物粒的顆度較大或水分較高,都會影響

  到劑的分散作用,造成劑的使用效果不理想。

  5使用增強(qiáng)型水泥助磨劑的前提條件是應(yīng)確保水泥磨的臺時產(chǎn)量不下降。如

  果出現(xiàn)“跑粗”而嚴(yán)重影響到磨機(jī)的產(chǎn)量和水泥的質(zhì)量現(xiàn)象,表明此水泥助磨劑的適應(yīng)性差,不宜使用。

  6.粉磨系統(tǒng)必須與助磨劑產(chǎn)品的特性相匹配。粉磨系統(tǒng)的研磨體出現(xiàn)嚴(yán)重磨損、風(fēng)機(jī)或選粉設(shè)備不能正常工作等情況,都會影響到助磨劑的使用效果。

  7.助磨劑的性能要確保穩(wěn)定或提高。助磨劑的品質(zhì)一旦變差,會直接影響到它的使用效果,給企業(yè)會造成損失。水泥企業(yè)應(yīng)對進(jìn)廠的每批產(chǎn)品在它使用前,定要進(jìn)行小磨對比試驗(yàn)。如發(fā)現(xiàn)有異常情況,可再進(jìn)行大磨對比試驗(yàn)。在原料性能基本一致的情況下,要求劑的性能和正常使用的劑對比結(jié)果:三天強(qiáng)度不低于0.5MPa,二十八天強(qiáng)度不低于1.0MPa,標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量不超過3ml,初凝時間和終凝時間±30min.。

  四、運(yùn)用“性價比”關(guān)系來判定水泥助磨劑的使用效果

  “性價比”是水泥企業(yè)選擇和使用水泥助劑的第一原則:企業(yè)要確保在使用水泥助磨劑后,水泥的主要性能能穩(wěn)定或提高的前提下,追求使用水泥助磨劑帶來的經(jīng)濟(jì)效益最大化。以下就YT水泥廠先、后分別對三家水泥助磨劑(液體型)產(chǎn)品A、B、C進(jìn)行了大磨對比試驗(yàn)的結(jié)果作簡要說明:

  表1    有關(guān)原料的單價及水泥單位電耗

原料

A

B

C

熟料

混合材

用劑前電耗

單價

元/噸

元/kw.t

Kw.t/T

11000

6000

4000

240

50

0.50

30.0

表2    助磨劑摻量  物料配比  磨機(jī)產(chǎn)量

劑型

摻量(%)

水泥配比(%)

磨機(jī)臺時產(chǎn)量

(t/h)

提產(chǎn)幅度

(%)

熟料

混合材

石膏

空白

空白

66.0

30.0

4.0

50

——

A

0.03

62.0

34.0

4.0

55

10%

B

0.10

58.0

38.0

4.0

53

6.0%

C

0.12

61.0

35.0

4.0

50

——

表3    水泥相關(guān)物理性能對比

水泥

編號

比表面積

(m2/kg)

標(biāo)準(zhǔn)稠度

(%)

凝結(jié)時間

(h:min)

抗折強(qiáng)度

(MPa)

抗壓強(qiáng)度

(MPa)

初凝

終凝

3d

28d

3d

28a

空白

412

28.5

4:10

5:35

4.1

7.2

15.9

36.3

A

426

29.1

4:25

5:40

4.0

6.9

15.6

35.8

B

422

28.7

3:20

4:30

4.4

7.6

16.4

36.7

C

417

29.4

4:50

6:00

3.8

6.7

15.4

35.3

表4    生產(chǎn)每噸水泥經(jīng)濟(jì)效益分析

劑型

節(jié)約成本(元)

支出成本(元)

綜合效益

(元)

熟料

電耗

助磨劑

混合材

A

9.6

1.5

3.30

2.00

5.80

B

19.2

0.9

6.00

4.00

10.10

C

12

——

4.80

2.50

4.70

  表1-4  相關(guān)統(tǒng)計結(jié)果表明:

  1、為了便于水泥在施工中使用,從凝結(jié)時間的合理性來判定:B>空白>A>C。

  2、水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度越小,它與混凝土外加劑適應(yīng)性越好,標(biāo)準(zhǔn)稠度的理想程度:空白>B>A>C

  3、水泥各齡期強(qiáng)度對比,高低情況:B>空白>A>C

  4、從提高水泥產(chǎn)量幅度、節(jié)約電耗來看:A>B>C

  5、從助磨劑的單價和摻量(%)來分析:A劑雖然單價高,但摻量小,每噸水泥投入的成本卻最低;C劑單價從表面上看最低,但因摻量較大,投入到每噸水泥中的成本并不低。

  6、盡管B劑單價最高且摻量并不低,它帶入每噸水泥的成本最高,但它能大幅度降低熟料的用量和生產(chǎn)成本,反而B劑帶來的綜合經(jīng)濟(jì)最大。

  7、在提高水泥磨臺時產(chǎn)量而產(chǎn)生降低電耗的成本核算過程中,應(yīng)引起水泥企業(yè)的正確對待。有的助磨劑生產(chǎn)廠家建議用戶不是按折成每噸水泥提高的幅度來核算節(jié)約電耗帶來的效益,而是將磨機(jī)臺時產(chǎn)量提高的那部分產(chǎn)量全部納入每噸水泥節(jié)約電耗的成本,以此來夸大自己產(chǎn)品給用戶帶來的經(jīng)濟(jì)效益。例如:A劑節(jié)約電的成本正確的核算方法:原每噸水泥電耗×電單價×提產(chǎn)幅度(%)

  即30×0.5×10%=1.5元

  結(jié)論:因?yàn)锽型水泥助磨劑不僅能確保水泥產(chǎn)品的質(zhì)量提高,而且給企業(yè)帶來的綜合經(jīng)濟(jì)效益最高,所以該廠根據(jù)大磨試驗(yàn)和正常使用的情況選擇并長期使用了B型水泥助磨劑產(chǎn)品。

  五、結(jié)束語

  水泥助磨劑產(chǎn)品的合理選擇和應(yīng)用,是一項(xiàng)較復(fù)雜的工作。水泥企業(yè)必須慎重、認(rèn)真地對待。要在確保水泥質(zhì)量穩(wěn)定和提高、并能給本企業(yè)帶來最大經(jīng)濟(jì)效益的前提條件下,合理地選擇和使用水泥助磨劑產(chǎn)品。

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