宏藝科技:合成水泥助磨劑的研發(fā)及應(yīng)用
山東宏藝科技股份有限公司技術(shù)中心主任、臨沂大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師朱化雨
5月21日,由中國(guó)水泥網(wǎng)主辦的“2011第四屆國(guó)際粉磨峰會(huì)”在南京隆重召開(kāi)。山東宏藝科技股份有限公司技術(shù)中心主任、臨沂大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師朱化雨做了主題為《HY系列合成水泥助磨劑的研發(fā)及應(yīng)用》的演講報(bào)告,為大家講解了合成水泥助磨劑的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。
一、HY系列合成水泥助磨劑研發(fā)與應(yīng)用
HY系列合成水泥助磨劑研發(fā)背景
原材料價(jià)格飆升,尤其是三乙醇胺的漲幅很大,其他原材料(三異丙醇胺、乙二醇等)價(jià)格也保持高位運(yùn)行。
2011年1-5月三乙醇胺價(jià)格
現(xiàn)有以化工原料復(fù)配水泥助磨劑產(chǎn)品的不足
通常含有大量的工業(yè)鹽,氯離子含量超標(biāo)
堿含量超標(biāo)
分層、沉降
含有其他有害成分,影響水泥性能
合成水泥助磨劑具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)
摻加量更少:由人工設(shè)計(jì)的分子結(jié)構(gòu),它的有效成分比例更高,分子量范圍更集中;
潛力大:高分子合成原料分子是通過(guò)“分子設(shè)計(jì)”人為形成的“梳狀”或“樹(shù)枝狀”結(jié)構(gòu)。分子結(jié)構(gòu)上自由度大,制造技術(shù)上可控制的參數(shù)多,高性能化的潛力大;
性能穩(wěn)定:在分子主鏈上接有許多個(gè)有一定長(zhǎng)度和剛度的支鏈(側(cè)鏈),由于分子主鏈的疏水性和側(cè)鏈的親水性以及側(cè)鏈(-OCH2CH2)的存在,也起到了一定的立體穩(wěn)定作用。
水泥助磨劑行業(yè)和公司發(fā)展的需要
合成水泥助磨劑依據(jù)有機(jī)化學(xué)、合成化學(xué)、高分子化學(xué)以及結(jié)構(gòu)化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科,將分子設(shè)計(jì)原理與合成理念引入水泥助磨劑的制備中,使水泥助磨劑從以簡(jiǎn)單復(fù)配為主的配方工藝上升到一門(mén)具有理論基礎(chǔ)與指導(dǎo)的新型技術(shù),提升了水泥助磨劑行業(yè)的技術(shù)水平與技術(shù)含量。
HY系列合成水泥助磨劑研究現(xiàn)狀
當(dāng)前水泥助磨劑領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)已經(jīng)走向合成水泥助磨劑;國(guó)內(nèi)外眾多大學(xué)、科研院所及企業(yè)等對(duì)合成水泥助磨劑正在進(jìn)行深入的研究;但從現(xiàn)有文獻(xiàn)資料及市場(chǎng)反饋意見(jiàn)看,合成水泥助磨劑大多處于實(shí)驗(yàn)室摸索階段,真正在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用的并不多。
HY系列合成水泥助磨劑的研發(fā)與應(yīng)用
宏藝科技在合成水泥助磨劑領(lǐng)域的工作
公司通過(guò)與朱化雨教授創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了深入的交流與合作,進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的積累。
公司技術(shù)中心經(jīng)過(guò)多年的科技攻關(guān),成功研制出了助磨增強(qiáng)性能優(yōu)異的大分子表面活性改性劑和高分子表面活性劑!
宏藝科技研制的HY系列合成水泥助磨劑研發(fā)思路
通過(guò)人為分子設(shè)計(jì)將羧基、磺酸基、氨基及羥基等功能基團(tuán)組合到特定的分子鏈結(jié)構(gòu)中,組合得到協(xié)同作用得到最大程度發(fā)揮的高分子聚合物,因而其助磨增強(qiáng)效果較復(fù)配水泥助磨劑又有跨越式的提升。
合成水泥助磨劑的理化指標(biāo)
合成水泥助磨劑的性能特點(diǎn)
合成水泥助磨劑的應(yīng)用
合成水泥助磨劑的應(yīng)用
HY-A型:固含:80%,摻量:0.02~0.04%
HY-B型:固含:35%,摻量:0.1~0.15%
使用后平均可提高臺(tái)時(shí)產(chǎn)量10%-20%,降低熟料用量8%-20%
若維持水泥原配比,可使水泥3天強(qiáng)度提高3-6MPa,28天強(qiáng)度提高4-8MPa。
合成水泥助磨劑項(xiàng)目的專(zhuān)利及鑒定
該合成水泥助磨劑可以單獨(dú)使用,也可作為母液代替三乙醇胺與其他常用原材料復(fù)配使用。價(jià)格比三乙醇胺低20%-40%,可在維持自身助磨劑配方不變情況下,替代其中的三乙醇胺,同等摻量性能好于三乙醇胺,且與外加劑的相容性更好。
截至目前,依托該合成水泥助磨劑項(xiàng)目,已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利4項(xiàng)。
該項(xiàng)目已經(jīng)通過(guò)山東省有關(guān)部門(mén)組織的鑒定,與會(huì)專(zhuān)家一致認(rèn)為項(xiàng)目技術(shù)水平居國(guó)際先進(jìn)水平。
宏藝科技在合成水泥助磨劑領(lǐng)域的工作
HY系列合成水泥助磨劑在多次工業(yè)性試驗(yàn)中取得了成功應(yīng)用。HY-C型復(fù)合水泥助磨劑:以HY-A型合成水泥助磨劑為母液復(fù)合其他有效成分所得。
HY系列合成水泥助磨劑的工業(yè)性試驗(yàn)
HY-A型合成助磨劑在某水泥廠的工業(yè)性試驗(yàn)
助磨劑 編號(hào) |
摻量 (%) |
水泥物料配比(%) |
臺(tái)時(shí)產(chǎn)量 (t/h) | ||||
熟料 |
石膏 |
鋼渣 |
煤矸石 |
礦渣 | |||
空白 |
/ |
48 |
5 |
8 |
21 |
18 |
54 |
HY-A型 |
0.03 |
48 |
5 |
8 |
21 |
18 |
60 |
HY-A型 |
0.03 |
39 |
5 |
8 |
22 |
26 |
60 |
某市售助磨劑 |
0.03 |
40 |
5 |
8 |
22 |
25 |
60 |
某市售助磨劑 |
0.03 |
41 |
5 |
8 |
22 |
24 |
60 |
HY-A型合成助磨劑在某水泥廠的工業(yè)性試驗(yàn)
助磨劑 編號(hào) |
摻量(%) |
標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量(%) |
水泥 安定性 |
凝結(jié)時(shí)間 (min) |
抗折強(qiáng)度 (MPa) |
抗壓強(qiáng)度 (MPa) | |||
初凝 |
終凝 |
3d |
28d |
3d |
28d | ||||
空白 |
/ |
0.3 |
良好 |
150 |
270 |
3.2 |
6.8 |
15.3 |
33.2 |
HY-A型 |
0.03 |
0.5 |
良好 |
143 |
261 |
3.8 |
7.0 |
18.6 |
37.9 |
HY-A型 |
0.03 |
0.5 |
良好 |
143 |
261 |
3.8 |
7.0 |
16.2 |
34.6 |
某市售助磨劑 |
0.03 |
0.4 |
良好 |
157 |
252 |
3.7 |
7.0 |
16.1 |
34.1 |
某市售助磨劑 |
0.03 |
0.5 |
良好 |
141 |
258 |
3.7 |
7.0 |
16.3 |
34.2 |
HY-B型合成助磨劑在某水泥廠的工業(yè)性試驗(yàn)
助磨劑 編號(hào) |
摻量 (%) |
水泥物料配比(%) |
臺(tái)時(shí)產(chǎn)量(t/h) | ||||
熟料 |
石膏 |
鋼渣 |
煤矸石 |
礦渣 | |||
空白 |
/ |
48 |
5 |
8 |
21 |
18 |
54 |
HY-B型 |
0.1 |
48 |
5 |
8 |
21 |
18 |
60 |
HY-B型 |
0.1 |
39 |
5 |
8 |
22 |
26 |
60 |
某市售助磨劑 |
0.1 |
40 |
5 |
8 |
22 |
25 |
60 |
某市售助磨劑 |
0.1 |
41 |
5 |
8 |
22 |
24 |
60 |
HY-B型合成助磨劑在某水泥廠的工業(yè)性試驗(yàn)
助磨劑 編號(hào) |
摻量 (%) |
標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量(%) |
水泥 安定性 |
凝結(jié)時(shí)間 (min) |
抗折強(qiáng)度 (MPa) |
抗壓強(qiáng)度 (MPa) | |||
初凝 |
終凝 |
3d |
28d |
3d |
28d | ||||
空白 |
/ |
0.3 |
良好 |
150 |
270 |
3.2 |
6.8 |
15.3 |
33.2 |
HY-B型 |
0.1 |
0.5 |
良好 |
143 |
261 |
3.8 |
7.0 |
18.6 |
37.9 |
HY-B型 |
0.1 |
0.5 |
良好 |
143 |
261 |
3.8 |
7.0 |
16.2 |
34.6 |
某市售助磨劑 |
0.1 |
0.4 |
良好 |
157 |
252 |
3.7 |
7.0 |
16.1 |
34.1 |
某市售助磨劑 |
0.1 |
0.5 |
良好 |
141 |
258 |
3.7 |
7.0 |
16.3 |
34.2 |
HY-C型合成助磨劑在某水泥廠的工業(yè)性試驗(yàn)
助磨劑 編號(hào) |
摻量(%) |
水泥物料配比(%) |
臺(tái)時(shí)產(chǎn)量(t/h) | |||
熟料 |
石膏 |
礦渣 |
粉煤灰 | |||
空白 |
/ |
50 |
6 |
23 |
21 |
52 |
HY-C型 |
0.1 |
50 |
6 |
23 |
21 |
59 |
HY-C型 |
0.1 |
42 |
6 |
28 |
24 |
59 |
某市售助磨劑 |
0.1 |
42 |
6 |
28 |
24 |
59 |
某市售助磨劑 |
0.1 |
42 |
6 |
28 |
24 |
59 |
HY-C型合成助磨劑在某水泥廠的工業(yè)性試驗(yàn)
助磨劑 編號(hào) |
摻量 (%) |
標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量(%) |
水泥 安定性 |
凝結(jié)時(shí)間 (min) |
抗折強(qiáng)度(MPa) |
抗壓強(qiáng)度 (MPa) | |||
初凝 |
終凝 |
3d |
28d |
3d |
28d | ||||
空白 |
/ |
0.2 |
良好 |
182 |
265 |
4.5 |
7.2 |
17.4 |
38.1 |
HY-C型 |
0.1 |
0.2 |
良好 |
178 |
251 |
5.6 |
7.5 |
20.6 |
44.8 |
HY-C型 |
0.1 |
0.2 |
良好 |
175 |
247 |
4.9 |
7.3 |
17.9 |
40.2 |
某市售 助磨劑 |
0.1 |
0.2 |
良好 |
172 |
232 |
4.8 |
7.4 |
16.8 |
39.7 |
某市售 助磨劑 |
0.1 |
0.2 |
良好 |
173 |
250 |
4.8 |
7.3 |
16.8 |
39.1 |
一、宏藝科技基本情況
企業(yè)概況
國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的水泥助磨劑企業(yè)
國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)
山東省創(chuàng)新型企業(yè)
山東省循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范企業(yè)
山東省清潔生產(chǎn)試點(diǎn)企業(yè)
企業(yè)技術(shù)中心基本情況
2005年省級(jí)企業(yè)技術(shù)中心
2010年國(guó)家認(rèn)定企業(yè)技術(shù)中心
2008年山東省特種水泥外加劑工程技術(shù)研究中心
2010年設(shè)立博士后科研工作站、山東省院士工作站
承擔(dān)項(xiàng)目
承擔(dān)國(guó)家火炬計(jì)劃項(xiàng)目2項(xiàng);國(guó)家創(chuàng)新基金項(xiàng)目3項(xiàng)
承擔(dān)國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品計(jì)劃1項(xiàng)
承擔(dān)國(guó)家發(fā)改委資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)項(xiàng)目1項(xiàng)
承擔(dān)山東省科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目16項(xiàng)
獲省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)6項(xiàng),山東省重大節(jié)能成果獎(jiǎng)1項(xiàng)
核心技術(shù)和產(chǎn)品的自主創(chuàng)新情況
科研成果50余項(xiàng),學(xué)術(shù)期刊論文百余篇
有效發(fā)明專(zhuān)利6項(xiàng),2009年、2010年受理發(fā)明專(zhuān)利17項(xiàng)、13項(xiàng)
中國(guó)專(zhuān)利山東明星企業(yè)、山東省知識(shí)產(chǎn)權(quán)試點(diǎn)單位
產(chǎn)學(xué)研合作情況
武漢理工大學(xué)——宏藝科技硅酸鹽工程實(shí)驗(yàn)室
宏藝科技——河南理工大學(xué)水泥外加劑實(shí)驗(yàn)室
宏藝科技——徐德龍?jiān)菏可綎|省院士工作站
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