水泥助磨劑技術的發(fā)展與一個國家的政治、經濟、文化的發(fā)展密切相關。英國資本主義經濟發(fā)展較早，現代硅酸鹽水泥的誕生往往提到1824年英國人阿斯普�。ˋ s p d i n ）的專利申請。阿斯普丁本人曾經使用了包括水和煤在內的一些天然物質來提高磨機效率，這算是最早使用的助磨劑吧！現代助磨劑的確切出現時間是在上世紀30年代。有人提到1930年英國人高達得（G o d d a r d ）以樹脂為助磨劑的專利，還有1935年美國人肯尼迪（K e n n e d y ）和馬克（M a r k ）申請的以木質素衍生物和羥基烷基胺的復合助磨劑專利。后兩人為杜依阿爾密化工廠的雇員，專利權屬公司。 仔細閱讀肯尼迪和馬克的專利說明書，有以下特點：①首次明確提出水泥添加劑（C e m e n t a d d i t i o n a g e n t s ）與水泥助磨劑（C e m e n t g r i n d i n g a i d s ）的術語和概念；②有別于以前使用的牛油、樹脂和煤助磨劑。該發(fā)明所述助磨劑不但可以克服包球糊磨，即使在包球糊磨的條件下，也能提高粉磨效率，突破“自由粉磨極限”（“l(fā) i m i t o f f r e e g r i n d ”），提高選粉機效率，從而提高產量，降低電耗。牛油、樹脂和煤對水泥性能有不利影響，而由肯尼迪和馬克發(fā)明的助磨劑生產出的水泥不但早期強度高，而且能克服混凝土浮漿過多和泌水的問題；③提出吸附層理論。大部分水泥助磨劑能被牢固地吸附在水泥顆粒表面，滿足被粉磨顆粒對表面和表面能的要求，從而避免水泥顆粒的黏聚。 助磨劑也能被吸附在磨機和選粉機的內壁和部件上，使這些設備內部保持光潔；④清楚地闡述了水劑中水的作用。以水作為載體配制的真溶液、膠體溶液、懸浮液助磨劑中的水同樣可以被吸附在水泥顆粒和粉磨設備部件的表面，消除水泥顆粒的集聚黏附現象。由于磨內溫度較高，水逐漸被蒸發(fā)而使磨溫下降。 經測定，磨內的蒸汽分壓是很低的，水不會影響水泥顆粒對助磨劑的吸附，也不會增加成品水泥的含水量；⑤用水分散的助磨劑，通過機械泵連續(xù)地從磨頭或選粉機回粉管摻入磨機內物料中，克服了當時摻少量粉狀助磨劑不夠均勻的難題；⑥助磨劑在大磨的使用效果要較試驗小磨好得多。 肯尼迪和馬克發(fā)明的助磨劑到今天仍然在被使用，他們對助磨劑的作用機理、水的作用的解釋、水劑的使用和添加方法的認識與實踐對助磨劑的發(fā)展起了極大地推動作用，在助磨劑技術發(fā)展史上具有里程碑的意義。 由于二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)，助磨劑的生產和使用停頓了。戰(zhàn)后才逐漸恢復，到上世紀60年代，在美國、日本、西德和前蘇聯，出現了多種品牌助磨劑，在水泥廠的使用也逐步擴大。如1969年西德生產的水泥中有10%摻用了助磨劑。 美國于1961年制定了A S T M C 465-61T 《用于制造水硬性水泥的工藝外加劑標準》，1971年制定了A S T M C 688-71T 《用于水硬性水泥的功能外加劑標準》，規(guī)定了助磨型水泥助磨劑和功能型水泥助磨劑的品質指標和測試方法。 目前全球使用助磨劑的情況大致如下：北美和西歐國家所生產的水泥中80%以上使用了助磨劑，中歐與亞太地區(qū)的使用者超過30%，中南美洲和非洲的使用者超過10%。 由于社會經濟發(fā)展的滯后，我國直到1886年才在澳門青洲島建成了第一座水泥廠。新中國成立后的1950年，全國水泥產量只有151萬噸，所以談不上使用水泥助磨劑的問題。1958年前后少數水泥廠試驗過煤、造紙廢液、肥皂廢液的助磨效果，單用這些物質當然效果不好。原四川水泥研究所從1971年開始，對幾十種有機表面活性劑進行了小磨試驗，發(fā)現大部分非離子型表面活性劑有良好的助磨作用，陽離子和陰離子表面活性劑稍差。他們選擇了幾種效果好、來源廣的助磨劑在資中、柳州和大同等水泥廠進行大磨試驗。 與此同時同濟大學和華南工學院也對助磨劑進行了研究。其他一些大中型水泥廠也開展了利用化工廠副產品的助磨試驗。這些試驗研究并沒有開花結果，因為當時是計劃經濟時代，水泥供不應求；當時對水泥細度要求不高，再加上電價低，助磨化工產品價格較高，水泥廠沒有積極性使用助磨劑；只有少數有出口任務的水泥廠如柳州水泥廠，為了達到出口水泥的細度強度指標而使用助磨劑。 1978年黨的十一屆三中全會后，改革開放政策的實施及計劃經濟向市場經濟的轉化，給助磨劑的發(fā)展帶來前所未有的機遇。由于水泥粉磨能耗高，能量利用率不到3%，1983年國家計委下達《水泥研磨助劑研究》項目，由原建筑材料科學研究院水泥所和天津輕工業(yè)應用化學研究所承擔。經過3年研究，研制出3個系列10個助磨劑，并在耀縣、昆明、啟新等多家水泥廠進行了工業(yè)試驗。 值得一提的是，從1995年開始，我國水泥市場從供不應求進入供大于求的時期，激烈的競爭開始迫使水泥廠千方百計降低成本，對助磨劑的需求逐年增加。1997年我國首次頒布實施了J C /T 667《水泥粉磨用工藝外加劑》（等效采用A S T M C 465），2004年修訂為J C /T 667《水泥助磨劑》。1998年前后，相繼出現了一些較大規(guī)模的助磨劑企業(yè)，如以粉劑為主的山東宏藝科技，以水劑為主的洛陽萬順建材等。 國外水泥添加劑企業(yè)進入中國，對中國水泥助磨劑產業(yè)的推動功不可沒，尤其是格雷斯公司（W .R .G r a c e &C o .）。早在1986年格雷斯成為首家在華經營業(yè)務的外商獨資企業(yè)。其下屬企業(yè)格雷斯建材產品公司在中國長期耐心地推廣水泥助磨劑。格雷斯于1954年兼并了發(fā)明第一種助磨劑的杜依阿爾密公司，其研究中心不斷研發(fā)新的助磨劑，世界上格雷斯擁有的助磨劑專利最多。 格雷斯又是在華銷售水泥助磨劑最多的外資企業(yè)。其次為美國希普公司（C P S e r 鄄v i c e ，屬法國拉法基集團）。希普是北美最大的水泥助磨劑供應商。這里的一個問題是，格雷斯、希普的技術先進，為什么他們的產品沒有占領中國助磨劑市場的大半江山？其中主要原因是我國水泥廠數量多，原料、設備、技術和管理水平相差很大，助磨劑的使用有一個適應性問題。此外，外商在銷售理念和方法上也不能完全適應中國企業(yè)。 水泥助磨劑技術是一項復雜的技術。希望助磨劑企業(yè)和水泥企業(yè)加強技術交流和學習，讓更多的水泥企業(yè)使用助磨劑，以取得更大的經濟、社會效益！ |
