利用白糖生產緩凝水泥的生產實踐

趙昌杰 郭彥衛

（新鄉平原同力水泥有限責任公司 453011）

0 引言

白砂糖、葡萄糖酸鈉、某多元醇及某商用緩凝劑在體系中相容性均良好,有明顯的保坍效應,在一定范圍內提高緩凝劑的摻量,可有效減少砂漿流動度的經時損失。同水灰比時,摻加緩凝劑的早期強度略低,且隨著緩凝劑摻量的增加有所降低,摻加葡萄糖酸鈉時對早期強度影響略大。緩凝劑在適宜摻量范圍內與減水劑復摻對于硬化砂漿的后期強度有增強效應。減水劑和緩凝劑復合使用表現出良好的協同緩凝效應。為了探討不同種類的緩凝劑與聚羧酸系減水劑的相容性,研究了葡萄糖酸鈉,檸檬酸鈉,焦磷酸鈉,六偏磷酸鈉,三聚磷酸鈉,三乙醇胺,山梨醇,ZC 改性膦酸鹽類緩凝劑,白糖,糖蜜等10 種常用的緩凝劑與聚羧酸系減水劑復配后對水泥凈漿流動度,流動度經時損失,凝結時間及對混凝土工作性能等的影響,從而對超緩凝劑進行選擇. 高效減水劑與緩凝劑經常復合使用,在復合使用過程中,緩凝劑主要起抑制水泥水化、延長混凝土凝結時間、減少混凝土坍落度經時損失的作用,除此之外,在高效減水劑的激發作用下,減水作用微弱或者無減水作用的小分子緩凝劑還具有明顯的輔助塑化效應,同時存在著高效減水劑—緩凝劑—水泥三元體系之間的相容性問題。通過試驗用白糖代替緩凝劑生產緩凝水泥能過很好地解決這一問題。

簡述：我公司為一條5000t/d 熟料線及配套100 萬噸/年的水泥生產線，公司主要產品有P.O52.5、P.O42.5、低堿P.O42.5、P.C42.5 及P.C32.5R 等品種水泥。隨著國家對基礎建設投資的加大，高速公路、跨河大橋等施工項目的不斷增加，施工方在使用時對混凝土的質量及使用性能提出了新的要求：延長水泥的凝結時間以方便施工，且不能影響工程質量。針對客戶提出的要求和公司節能降耗的宗旨，為降低成本，我公司經過精心組織，多次試驗，由最先使用緩凝劑生產緩凝水泥，到現在利用白糖代替緩凝劑成功生產緩凝42.5 級水泥,并應用于鄭民高速、機西高速、官渡黃河大橋及中鐵七局等工程項目中，由開始部分工程用戶偶爾提出適應性能的問題，到現在受到工程用戶的好評，緩凝水泥的生產，及開拓了市場增加了銷量，又取得了較好的經濟效益。

1 實施的背景

隨著國家對基礎建設投資的加大，高速公路、跨河大橋等施工項目的不斷增加，施工方在使用時對混凝土的質量及使用性能提出了新的要求：延長水泥的凝結時間以方便施工，且不能影響工程質量。特別是對水泥的初凝時間提出必須在300 分鐘以上。

針對客戶提出的要求和公司開拓市場、節能降耗的宗旨，為增大銷量、搶占市場并降低成本，我公司經過精心組織，多次試驗，由最先使用緩凝劑生產緩凝水泥，到現在利用白糖代替緩凝劑成功生產緩凝42.5 級水泥,并應用于鄭民高速、機西高速、官渡黃河大橋及中鐵七局等工程項目中，由開始部分工程用戶偶爾提出適應性能的問題，到現在受到工程用戶的好評，緩凝水泥的生產，既開拓了市場、增加了銷量，又取得了較好的經濟效益。

2 詳細的技術革新內容

根據工程需要及通用硅酸鹽水泥國家標準，我們質量技術部首先確定了水泥的初凝時間控制在300 分鐘以上390 分鐘以下。我們公司最先是使用市場上的緩凝劑生產緩凝水泥，但由于液體緩凝劑為多種工業化學試劑組成，生產的緩凝水泥有時會出現與工程上的外加劑不適應問題，因此我們質量技術部聯合公司采購部對緩凝劑和白糖的市場價格進行了調研和成本測算，由于質量好的緩凝劑價格較貴，廉價的緩凝劑一是質量沒有保證，二是生產的水泥容易與工程上的外加劑不適應，所以最終選用白糖代替緩凝劑來生產緩凝水泥。

利用白糖生產緩凝水泥需要解決的技術難題有：

1、白糖的摻量是多少時，能滿足水泥初凝時間在300 分鐘以上390 分鐘以下？

2、原助磨劑和緩凝劑是液體，在罐內儲存，由電泵抽出流入熟料稱上。現在白糖是固體顆粒，在生產線的哪個位置摻入、用什么樣的設備、怎樣摻才能保證生產出的水泥質量均勻穩定？

為解決這些問題，我們先后在化驗室實驗小磨上進行了多次的試驗，取得了需要的初凝時間下合適的白糖摻量數據。然后開始準備做大磨實驗，考慮到生產中摻加白糖必須均勻穩定，摻量較小，而公司的物料取樣器有這方面的功能，因此要求機械人員對廢舊的物料取樣器進行適當的改造，加焊一個漏斗型小倉儲存白糖，通過取樣器的連續取樣達到白糖的連續下料，通過取樣器取樣時間的長短達到白糖摻量的調整。為保證白糖的使用效果，在和水泥生產車間溝通后決定在入磨前的混合料皮帶上方進行添加。準備工作完成后，在水泥磨上進行了大磨試驗，考慮到實際生產中磨內溫度較高，為保證水泥初凝時間在300 分鐘以上，在大磨試驗時適當微調了白糖的摻加比例，大磨試驗一舉成功。

通過多次的生產實踐，我們掌握了生產緩凝水泥的實際經驗，能根據客戶要求生產出不同品種的緩凝水泥，受到了工程客戶的好評，有力地開拓了市場。由于緩凝水泥比相應同等級水泥售價平均高20 元/噸，因此緩凝水泥的生產也取得了良好的經濟效益。在水泥產質量不受影響的情況下，由開始使用緩凝劑生產部分緩凝水泥到使用白糖生產緩凝水泥，從成本上節約1.61元/噸水泥。

成本計算見下表：

物料名稱 摻量（%） 單價 噸水泥成本：元 助磨劑 0.05 3980 1.99 白糖 0.03 8000 2.40 緩凝劑 0.12 5000 6.00

由上表可知，使用白糖（和助磨劑）比使用緩凝劑生產緩凝水泥，減少生產成本：6.00-1.99-2.40=1.61 元/噸。

緩凝水泥的售價比同等級水泥的售價平均高：20 元/噸，而緩凝P.O42.5水泥比P.O42.5 水泥生產成本高2.40 元/噸，因此緩凝P.O42.5 水泥比P.O42.5水泥利潤高17.6 元/噸。

3 創新點

正常情況下一般工程設計需要的緩凝水泥為復合水泥，容易生產，但是由于我們所供為國家重點工程，工程對水泥產品要求等級較高，要求生產P.O42.5 緩凝水泥，在強度不降低的情況下還需要凝結時間拉長，這本身就是一個新的挑戰，我們才開始使用緩凝劑進行試生產，由于緩凝劑中的化工原料成分與工程施工過程中外加劑成分出現融合沖突，造成水泥性能不穩定。經過探索和考察，改用白糖替代緩凝劑進行試驗，首先是小磨試驗，經過反復試驗，生產出的產品凝結時間在可控范圍之內，繼而進行工業試生產，創新使用取樣器進行添加白糖試驗，保證白糖的均勻加入，使生產出的產品穩定，滿足客戶需求。為下一步高鐵低堿緩凝水泥的生產開辟了一條新的途徑。

4 實際應用效果及推廣情況

利用白糖代替緩凝劑成功生產緩凝42.5 級水泥,并應用于鄭民高速、機西高速、官渡黃河大橋及中鐵七局等工程項目中，受到工程用戶的好評，緩凝水泥的生產，及開拓了市場增加了銷量，又取得了較好的經濟效益。

目前正在籌劃利用白糖生產適應于高鐵工程施工的低堿緩凝P.O42.5 水泥的生產。

5 經濟效益

1、2018年銷售緩凝水泥共計約150000 噸。

2、緩凝水泥比同品種水泥價格高出20 元/噸，白糖摻入成本最高2.40元/噸。

使用白糖生產緩凝水泥，可新增利潤：

（20-2.40）*150000=2640000 元

利潤增長約：264 萬元

6 社會效益

服務國家重點工程項目的建設，為國家重點工程提供了優質產品。為公司開拓了產品市場，降低了生產成本，提高了公司的競爭力。