水泥外加剂 SikaGrind®

助磨剂和强度增强剂因其能够提高水泥磨机的生产率以及砂浆和混凝土的机械强度而闻名。然而,关于其使用的潜在缺点的信息很少。为了缩小差距,西卡服务解决了在生产和使用过程中对健康、安全和环境以及水泥性能可能产生的影响。

水泥添加剂在热熟料上的蒸发
图片:水泥添加剂在热熟料上的蒸发

这是解决方案的研磨辅助梅花卡可以提供

研磨助剂,强度增强剂和质量改进剂是基于化学产品。助磨剂的主要作用是分散水泥粉粒,避免水泥粉粒结块,从而使产量提高25%。1在立式辊磨机中,它们还可以用来减少振动和注水量,从而提高水泥质量。2

强度增强剂在水化过程中与水泥发生化学作用。
根据熟料组成和强度增强剂的不同,砂浆棱镜的早期和后期抗压强度有可能提高到8MPa。3.

然而,水泥添加剂所含的化学产品可能会产生超出这些影响的影响,如下所述。

健康、安全和环境

自2019年1月1日起,水泥可持续发展倡议(CSI)的工作正式从世界可持续发展工商理事会(WBCSD)移交给全球水泥和混凝土协会(GCCA)。GCCA的首要优先事项是健康和安全,在通过一套一致的关键绩效指标(kpi)监测和报告工作场所绩效时,对其成员和行业进行宣传和支持。GCCA及其成员努力实现对所有员工、承包商和任何与其业务接触的人的零伤害。因此,它为所有成员提供指导,以帮助满足与健康和安全有关的要求。4

水泥生产过程涉及许多潜在的健康和安全风险。虽然涉及水泥添加剂的事故很少,但在处理这些化学物质时仍需谨慎和注意。

为了帮助这些工作,所有必要的信息和措施都可以很容易地从安全数据表(SDS)中获得。指导包括:

  • 大多数储存在单壁储罐和容器(中间散装容器)中的水泥添加剂必须另外放置在保留区或二级密封中。
  • 含有纺织材料的手套不适合使用。因此,应该使用耐化学物质的、不透水的手套(即Viton手套)
  • 水泥添加剂主要加在靠近磨机入口的熟料带上。熟料经常是热的,水泥添加剂的部分挥发(如图1所示)。因此,必须保持良好的通风,收集蒸发的气体,并/或使用呼吸防护设备。另外,水泥添加剂也可以喷入磨粉机。
示例1 示例2
熟料(%) One hundred. 80
石灰岩(%) 0 20.
布莱恩(cm2/ g) 2515 3295
筛留率32μm (%) 32 35.6
粉末流动、环剪、流动函数系数(FFC) 2 1.32
Pack-set指数 9 101

表1:普通硅酸盐水泥(样1)与石灰石硅酸盐水泥(样2)粉流及包集比较

粉流

助磨剂降低了细磨水泥颗粒的吸引力,避免了结块。因此,分离器和磨机效率提高,从而降低能源消耗。此外,水泥粉的流动性上升,便于其在气滑输送机上运输,以及从筒仓,特别是圆顶筒仓和筒仓车中卸货。

特别是,石灰石硅酸盐水泥(PLC)在球磨机中共同研磨时有“粘性”的倾向(见表1)。随着时间的推移和/或振动和摇摆运动的固结加剧了这个问题。强大的研磨辅助避免这种粘性。它们扩大了石灰石颗粒之间的界面间隙,从而促进了PLC的粉末流动。5然而,良好的粉末流动的潜在缺点是水泥在倾斜输送带上的回流(见图2)。

尘埃形成

由于其性质,工厂建筑容易受到灰尘污染。水泥磨得越细,空气和沉降的粉尘量就越高。为了保护工人,必须尽可能减少粉尘在源头的形成。此外,所有参观工厂的员工和第三方必须佩戴呼吸防护设备。

助磨剂的性质意味着它们促进灰尘的形成,因为它们减少了最细小颗粒的团聚(见图3)。在某些情况下,袋式除尘器的过滤器和/或料斗可能会过载。这可能导致错误的假设,研磨辅助化学攻击滤布。事实上,情况并非如此,因为过滤器只是被细小的颗粒堵塞。

建议在实验室进行水泥添加剂的质量保证测试,特别是在产品/供应商发生变化时。质量控制可以通过简单高效的设备来实现。

由于高粉流量,倾斜输送带上水泥的回流
图片:(图2)-由于高粉流导致水泥在倾斜输送带上的回流
由于助磨剂的高分散功率,磨室内形成了粉尘
图片:(图3)-由于助磨剂的高分散功率,粉尘在磨室内形成

材料问题

水泥添加剂主要由有机化合物组成,但也可能含有一些无机盐,如氯化物。用于生产的原材料有不同的质量和成本。最经济的品质可能含有液体和固体杂质,影响水泥研磨或成品。

杂质会造成以下后果:

  • 造成给药设备损坏
  • 在砂浆或水泥浆中引入空气和泡沫
  • 分离,即固体沉淀或液体漂浮
  • 不稳定和分解,可能导致研磨助剂甚至最终水泥的难闻气味。


因此,建议在实验室进行水泥添加剂的质量保证测试,特别是在产品/供应商发生变化的情况下。质量控制可以通过简单高效的设备来实现。

要记住的一般标准是:

  • 方面,气味
  • 密度
  • 泡沫试验(见图4)
  • ph值
  • 红外光谱(与以前的交货相比较)
水泥添加剂。两管中的泡沫试验
图片:(图4)-水泥添加剂-两管泡沫试验

混凝土表面变色

混凝土表面的棕色变色是一种美学缺陷(见图5)。变色的众多原因之一是铁盐的迁移。这种现象主要见于混凝土铺路石上,可在安装后数天甚至数年出现。

铁离子可以从水泥或集料中溶解到碱性孔隙溶液中。离子运输到混凝土表面需要水分梯度,在那里它们被氧化并使方解石晶体变色。某些研磨助剂,特别是烷醇胺,通过形成增加棕色变色可能性的复合物,显著增加铁的溶解度。开发了一种测试,允许通过颜色测量进行定量评估。6

混凝土变色
图片:(图5)-混凝土变色

钢筋腐蚀

氯化物增强剂具有良好的效果,而且非常经济。然而,氯化物会破坏钢筋的碱性钝化,加速电化学腐蚀过程。氯化物腐蚀的特点是截面的快速局部减小。根据EN 197-1,钢筋混凝土的最大氯离子含量为0.1%,而预应力/后张混凝土的氯离子含量更低。特别是,增加替代燃料的使用会导致一定的氯化物含量,使氯化物在水泥添加剂中的使用不可能。

虽然不是强制性的,但根据EN 480- 14:7 -03,通过恒电位电化学测试来确定水泥添加剂对钢筋腐蚀敏感性的影响是有利的(见图6)。该测试测量电流密度,并包括事后对钢筋的视觉检查(见图7)。与经验丰富的测试机构合作是很重要的,例如德国MFPA拥有所需的设备和知识。

了解和应对影响

毫无疑问,水泥添加剂在水泥生产中是非常有益的。它们被广泛用于增加水泥磨产量和降低比能耗。在水泥中添加增强剂可以提高水泥质量,降低熟料系数。

为了防止任何不必要的影响,有必要获得所有关键方面的信息。水泥添加剂会对粉末流动、粉尘形成、混凝土变色和钢筋腐蚀产生影响。此外,必须处理所有相关的健康和安全以及环境方面的问题。

钢筋经过电化学测试,MFPA Bauhaus-Universität魏玛
图片:(图7)-经过电化学测试的钢筋,MFPA Bauhaus-Universität Weimar
电化学试验结果图,MFPA Bauhaus-Universität魏玛
图片:(图6)-电化学测试结果的图表,MFPA Bauhaus-Universität Weimar

参考文献

  1. Locher, FW (2000) Zement, Grundlagen der Herstellung和Verwendung。Düsseldorf,德国:Verlag Bau+Technik, p118..
  2. Dietrich, M(2018)“VRMs水泥添加剂的进展”,见:GC, 6月,p14-18。
  3. Bhatt y, JI, Miller, FM, Kosmatka, SH, AND Bohan, RP(2011)波特兰水泥制造业的创新。美国Skokie: PCA, p747。
  4. GCCA(2018)关于水泥生产安全监测和报告的GGCA可持续发展指南。https://gccassociation。org/wp-content/uploads/2019/04/GCCA_ Guidelines_Safety-v0.pdf
  5. Dietrich, M(2016)“PLC的性能增强器”,见:GC, 6月,25-28页。
  6. Haerdtl, R, Tax, M, Bolte, G和Dienemann, W(2003)“降低混凝土产品棕色变色的风险”,载于:Betonwerk und Fertigteil-Technik/混凝土预制厂和技术,69 (11),p34- 46。
马蒂亚斯•迪特里希

作者
马蒂亚斯•迪特里希
公司产品工程师:水泥添加剂
目标市场
西卡服务公司