定制水泥添加剂的优势

目前大多数水泥生产都在使用水泥添加剂。这表明水泥添加剂在行业中的应用已然成熟。然而,定制添加剂比现成的解决方案更具优势。

水泥添加剂定制化使水泥厂商能提供更加符合客户需求的产品。因此,这些水泥添加剂在提高水泥品质、降低生产成本和提高水泥市场竞争力方面发挥着关键作用。中国西部最大的水泥厂之一最近与基仕伯合作开发了一种用于改良PO 42.5水泥的定制添加剂。

目标

该水泥厂年均生产几百万吨PO 42.5水泥。面对激烈的市场竞争,该厂试图通过质量改进剂来巩固其市场地位。水泥在混凝土上的最终表现好坏是水泥厂市场成功的关键。

在对不同的助磨剂供应商进行初步筛选后,该厂选择与基仕伯(前WR Grace)合作,希望基仕伯为其提供项目帮助并助力该厂不断发展。致力于开发定制水泥添加剂的北京基仕伯实验室的专家团队与客户密切合作,了解客户目标和添加剂的限制因素,以找到用最低成本满足所有性能要求的解决方案。

基仕伯专门指派了一个由一名销售工程师、一名配方设计师和一名混凝土专家组成的团队,与水泥厂的员工紧密合作。在参观水泥厂并与该厂的许多预拌混凝土生产客户进行讨论后,该团队确定了以下目标:

  • 增强各个阶段的强度,以替换5%的熟料
  • 改善水泥颗粒分布
  • 延长水泥凝结时间30分钟
  • 水泥标准稠度需水量不变
  • 将混凝土坍落度保持时间延长至120分钟

作为定制化的一部分,该团队研究了水泥厂使用的四种混合材,并测试了混合材和水泥添加剂对以下性能的影响:

  • 抗压强度(砂浆和混凝土)
  • 颗粒分布(水泥粉)
  • 初凝和终凝时间(砂浆)
  • 标准稠度(净浆)
  • 水化热和SO3优化(水泥浆)
  • 砂浆流动性
  • 混凝土坍落度、扩展度和塌落度保持

混合材优化

 

在评估了混合材的成本、可用性和性能特点(包括矿渣、玄武岩、低硅砂岩和高硅砂岩)后,矿渣被选为替代熟料的主要物料。

 

SO3优化


为验证SO3的最佳量,将0.3%的SO3以半水硫酸钙的形式添加到空白水泥中,并测量砂浆的流动度保持性。该团队在时长120分钟的分析中观察到流动度保持性有所改善,这表明在水泥生产过程中“石膏”添加量需稍微提高一点。经过工厂验证,水泥配方中增加了SO3

 

初次大磨试验

该团队使用GCP215型水泥添加剂进行了现场试验,该水泥添加剂实现了若干目标,包括各阶段强度增强、熟料从79%减少到74%、混凝土初始扩展度从585毫米增加到620毫米以及水泥颗粒分布改善。然而,在凝结时间和扩展度保持方面不尽如人意。

高级定制

基仕伯随后筛选了几种新的化学物质,以找到理想的配方,使GCP215型水泥添加剂具备增强,助磨,缓凝和改善混凝土流变性的功能。我们用水泥厂提供的混凝土配合比在混凝土上测试了最佳候选配方。测试显示,在两小时的目标时间内,坍落度保持性有所提高。

第二次大磨试验

第二次现场试验使用的是性能最佳的改良版添加剂(GCP31),结果与预期相符(最显著的是,在相同的早期强度下矿渣比例更高,凝结时间更长,混凝土流变性更好)。

GCP31型添加剂第二次现场试验结果

水泥样品 熟料
%
石灰石
%
矿渣
%
标稠
%
初凝时间
(分钟)
终凝时间
(分钟)
3天抗压强度
(兆帕)
28天抗压强度
(兆帕)
混凝土 0时 塌落度
(毫米)
混凝土 2时 塌落度
(毫米)
混凝土 0时 延展度
(毫米)
混凝土 2时 延展度
(毫米)
空白 78.5 8.0 7.5 26.4 198 257 28.3 56.0 235 220 535 450
基仕伯 31 75.5 8.0 10.5 26.6 221 288 28.9 56.5 235 220 570 555

基于这些结果,基仕伯设计了一种定制添加剂,使水泥厂能向市场提供更好、更具竞争力的PO 42.5水泥,其混合材用量更高,混凝土外加剂适应性更好。       

 

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