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超细水泥转型升级走绿色发展之路

    超细水泥指粒度小于10um的水泥颗粒占90%的高标号水泥,水泥标号与细度成正比关系。国内超细水泥发展慢,325um(45u)的水泥也称“超细水泥”。90年代上海浦东高层建筑每年进口超细水泥十几万吨,是国外设计图纸的技术要求。十多年来,东南亚国家的建筑工程已普及采用超细水泥。中国至今只有几家中外合作企业生产少量超细水泥,军工需要一直靠高价进口。

   笔者曾发表一篇《水泥混凝土改性增强原理及方法》,全文阐述与水泥混凝土结构疏松多孔需要超细补强的长寿观念及方法。水泥的强度主要决定于小于10um的水泥颗粒比例,粗颗粒只起填充作用,存在后期活性危害性。水泥超细后,小于10um颗粒成倍增。水泥快硬高强,混凝土的致密性也因此提高,耐久性自然增长。

   超细水泥电耗高不是主要问题,笔者研究20年的难点是设备大型化困难。研究出小型化的工艺设备方案,100万设备费,便可生产2~3万吨/年超细水泥。单位产品电耗不到200度/吨。与网上投资6亿建50万吨超细水泥厂的可行性研究报告相比,6亿投资可在搅拌站建600套小型机组,使产品升级,水泥产能可达1000万吨以上。

   水泥中掺加纳米二氧化硅试验证明,水泥中掺加2%~3%的纳米级二氧化硅,水泥混凝土的抗渗标准可提高到P15以上等级,能彻底解决水泥混凝土渗漏问题。但这种外掺方法存在混合均匀性问题,也给搅拌站操作带来不便。有效的方案是在粉磨站水泥磨前计量配料加入纳米级二氧化硅粉磨。

   值得指出,必须加入小于100nm占50%以上的纳米级二氧化硅(气相法来达标),才能在磨内起分散作用,提高水泥流动性,既有助磨作用,也有使用减水效果。对比水泥内掺和混凝土外掺两种添加纳米二氧化硅的方法,超细水泥内掺入少量纳米二氧化硅是理想方案,在传统水泥中掺入2%~3%的纳米二氧化硅则是最方便方案。

   利用粉体改性技术掺加无机微纳米材料,水泥的细度仅180目(88um),一般不会因为细度而产生表面静电。水泥的碱性特点是化学成份决定的,为提高和易性,减少吸水量,采用减水剂进行,是行之有效的方法。水泥表面改性目的是提高分散性、和易性,混合均匀性,达到均质减水、密实增强效果。掺加微细粉比表面积大、吸水量大,微粉需改性疏水,有利减水,也缓和速凝。如果使用掺有纳米二氧化硅的水泥,由于流动性改善,水泥颗粒表面极性降低,混凝土的用水量会自然减少。掺加无机材料需要辅助改性的是极性强、流动性差的微纳米粉体,如纳米二氧化硅,纳米偏高岭石粉等。

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