探究水泥工艺外加剂技术的应用及影响
摘要：近年来，我国水泥行业依据国家产业政策的要求，走上了优质、低耗、环保的发展道路，取得了一些重大突破。但是，水泥产业结构仍需要改革，向绿色水泥的方向发展。在不改变原有生产条件的基础上，使用水泥工艺外加剂能够提升水泥产品的质量，推动我国水泥行业走可持续发展的道路。
关键词：水泥工艺；外加剂技术；应用
引言
大量的实践证明，在使用水泥工艺外加剂后，既改善了水泥熟料的烧成条件，又提高了水泥的质量，更重要的是降低了能耗，节省了资源，使企业赢得了更大的效益，从而为水泥企业的发展注入了新的发展动力。
1水泥工艺外加剂概述
1.1定义
从总体上来说，水泥外加剂包含两类：一是水泥混凝土外加剂；二是水泥工艺外加剂。而后者指的是在水泥生产阶段，加入一些可以改善水泥产品性能、减少成本消耗的一小部分物质。通常来讲，水泥工艺外加剂的加入量在1%～5%范围内。
1.2分类
一般来讲，水泥工艺外加剂的分类方式不同，包含的外加剂是有一定差别的。根据掺入生产工序划分，可将其分为两类：生料外加剂与水泥粉磨用外加剂；根据物理形态进行划分，主要包括两种：固态外加剂与液态外加剂；根据外加剂所含的成分划分，包括的种类较多，如有机外加剂和无机外加剂以及两者混合的外加剂；根据用途进行划分，主要有助磨剂、速烧剂以及激发剂等多种。
1.3发展状况
水泥工艺外加剂技术最早是从国外发展起来的，国外最初应用的是水泥缓凝剂。近年来由于水泥工业的发展及需求的扩大，人们对水泥性能也提出了较高的要求，进而广泛使用了水泥外加剂技术。如美国、德国等发达国家主要应用的是助磨剂以及可改善混凝土性能的一些外加剂。我国水泥工艺外加剂技术的起步相对晚一些，但发展速度却十分惊人。特别是近几年速烧剂、助磨剂以及激发剂等的发展非常迅猛，这必然会促进我国水泥工业朝着绿色、环保以及高性能的方向快速发展。
2水泥制备系统外加剂技术
水泥制备系统外加剂包括水泥助磨剂、缓凝剂、水泥激发剂以及生产特种水泥用外加剂等。
2.1水泥助磨剂技术
与上述生料助磨剂作用机理一样，水泥助磨剂也会吸附在物料的颗粒表面并降低物料颗粒之间的摩擦，最终促使物料流动，提高粉磨效果。通常实践中，水泥助磨剂可以分为液态助磨剂与固态助磨剂。水泥制备系统中如果掺人前者，掺量一般在0.006%～0.08%；如果掺入后者，掺量一般在0.3%～1%。
2.2缓凝剂技术
近年来，建筑行业蓬勃发展，混凝土工程项目建设如火如茶地展开。由于大体积混凝土工程对于终凝时间在6～8h的水泥需求巨大，而这不是通过配料方案的调整就能实现的，因此缓凝剂技术得到充分应用。从作用机理而言，缓凝剂可以吸附在水泥矿物表层，有效防止水泥矿物水化，同时吸附大量水分，延长凝结时间，延缓水泥凝结和硬化，起到缓凝的效果。
2.3水泥激发剂技术
为了获得高性能的水泥成品，其中重点在于水泥活性的增强。为了提高水泥活性，在进行水泥制备时可以积极使用水泥激发剂，其中具有助磨增强功能的激发剂当前应用最为广泛。其助磨功能表现为改善粉磨效果，磨机产量大大提升，而增强功能则是因为激发剂与水泥发生化学反应，从而使水泥强度提升。因此，在水泥制备系统中加人水泥激发剂往往可以生产出强度高、性能好的水泥。
2.4生产特种水泥用外加剂技术
在生产实践中，为了满足不同的工程项目需求，需要制备特种水泥，此时具有特种性能的外加剂则至关重要，不同的特种外加剂会出现不同性能的水泥。
3水泥工艺外加剂方案设计研究
3.1助磨剂
单体水泥助磨剂。选择几类不同的助磨物质，根据掺入量的不同与水泥共同进行粉磨，再对助磨效果进行测定，同时还要对水泥性能进行检测。复合水泥助磨剂。在单体水泥助磨剂研究的基础上，再进行复合助磨剂试验，并从中选择出助磨效果最好，且不会对水泥性能产生不利影响的配比。助磨剂对掺加混合材料的水泥的影响。配制不同掺量混合材的水泥助磨剂，检测助磨剂对掺加混合材的水泥性能是否产生影响。
3.2矿化剂
选择合理的矿化剂材料，研究其掺入量不同对水泥生料易烧性是否会产生影响。对矿化剂掺量和煅烧温度进行合理的选择，进而对低温煅烧水泥性能进行研究。对不同温度下煅烧的水泥熟料进行微观探究，同时对助烧机理进行深入分析和讨论。
3.3原材料
在试验中所用的原材料主要包括以下几种：水泥熟料、生料、石膏、粉煤灰、助磨剂以及矿渣等。
3.4设备
试验所用设备主要有：水泥试验磨机、高温电阻炉、胶砂搅拌机、破碎机以及压力试验机等。
4水泥助磨剂对水泥水化的影响
4.1助磨机理
尽管已有大量的学者对水泥助磨剂的机理进行了研究，但现有的助磨剂技术还不是非常完善。当前对助磨剂的应用研究还只是借助经验法，并未建立一套更科学的助磨剂机理的理论指导体系。国外学者对助磨剂机理的研究可以概括为： 通常助磨剂吸附于固体颗粒的表面，从而改善了颗粒结构特性；由于助磨剂吸附在颗粒表面，从而降低了颗粒表面力。在此基础上，国内学者对助磨剂机理提出了一些自己的观点：当助磨剂吸附到颗粒表面时，会使颗粒表面特性发生巨大变化；在进行粉磨时，因受多种力的影响，颗粒由团聚逐渐向大颗粒方向发展；在进入到球磨机后，粉磨速度与料、球间的作用频率和效率为正比关系。
4.2对水泥水化的影响
从整体上来看，由于助磨剂的使用，使得单位粉磨时间内水泥的比表面积增加，可大大提升水泥胶砂强度。若不考虑其他因素的影响，水泥强度的提升得益于水泥水化速度的加快和水化产物的增加。