Самый лучший помольные добавки для композитного портландцемента

Когда заходит речь о помольных добавках для композитного портландцемента, многие сразу представляют себе просто ?ускоритель помола? — и это первая большая ошибка. На деле, лучшая добавка — это не та, что просто увеличивает тонкость помола на пару процентов, а та, что работает в системе: учитывает состав клинкера, минеральные компоненты, влажность, температуру в мельнице и, что критично, конечные требования к цементу. Я много раз видел, как на производстве закупали дорогой импортный продукт, а эффект был едва заметен, потому что не провели элементарных лабораторных испытаний на совместимость. Или наоборот — недооценивали местные разработки, а они показывали стабильный результат именно на нашем сырье. Вот об этом, о практическом выборе, а не о рекламных лозунгах, и хочется порассуждать.

Что мы на самом деле ждем от помольной добавки?

Если отбросить теорию, то в цеху нужен стабильный результат по нескольким фронтам. Во-первых, это, конечно, повышение производительности мельницы — но без перегрева и забивания. Во-вторых, контроль гранулометрического состава: важно не просто измельчить, а получить нужную кривую, ведь от этого зависит и прочность, и удобоукладываемость бетона. В-третьих, и это часто упускают, — влияние на реологию цементного теста и сроки схватывания. Добавка не должна их катастрофически сдвигать.

Раньше часто использовали триэтаноламин (ТЭА) как классику, но с композитными цементами, где есть зола-унос, шлак, микрокремнезем, его эффективность резко падает. Он может даже дать обратный эффект — агломерацию частиц. Поэтому сейчас фокус сместился на более сложные композиции, полимерные продукты. Например, те же полиэфирполиамины, которые работают как диспергаторы и помогают ?разрушать? более твердые частицы минеральных добавок.

Тут стоит сделать отступление. Один из наших неудачных опытов был как раз с универсальной добавкой на основе ТЭА. Запустили помол цемента со шлаком около 30%. Вроде бы тонкость по Блейну выросла, но при замесе бетона вода потребовалась неожиданно больше, а ранняя прочность просела. Оказалось, добавка плохо диспергировала именно шлаковые частицы, создавая неравномерность. Пришлось срочно искать альтернативу.

Ключевые типы добавок и их ?поведение? в системе

Если грубо классифицировать, то современные помольные добавки для композитного портландцемента можно разделить на несколько групп по механизму действия. Первая — это чистые диспергаторы, например, на основе лигносульфонатов. Они дешевы, но их дозировка высока, а эффективность сильно зависит от чистоты сырья. Могут давать излишнее воздухововлечение, что не всегда допустимо.

Вторая, и на мой взгляд, более перспективная группа — это продукты на основе поликарбоксилатов или полиэфирполиаминов. Их механизм сложнее: они не только уменьшают агрегацию частиц, но и могут селективно адсорбироваться на поверхностях разных минералов (клинкер, шлак, зола), выравнивая процесс помола. Это особенно важно для композитов. Но и тут есть нюанс: такие добавки очень чувствительны к перегреву. Если в мельнице плохой теплоотвод, они могут просто ?сгореть? и потерять эффективность после 80-85°C.

Третья группа — комбинированные, так называемые ?мультифункциональные? добавки. В их состав, помимо помольных агентов, могут входить компоненты, регулирующие схватывание или даже незначительно влияющие на прочность. Но это уже высший пилотаж, и цена соответствующая. Их применение должно быть экономически обосновано. Мы как-то тестировали такой продукт для цемента с высокой долей золы. Помол улучшился на 12%, плюс получили небольшое ускорение набора прочности в первые сутки. Но себестоимость тонны цемента выросла. Для ответственных объектов — оправдано, для рядового строительства — нет.

Практический выбор: на что смотреть в лаборатории и на производстве

Идеальной методики нет, но есть обязательный минимум. Первое — это, конечно, пробный помол. Берем наш стандартный набор компонентов (клинкер, гипс, шлак/зола) и делаем несколько замесов с разными дозировками добавки-кандидата. Смотрим не только на удельную поверхность, но и на остаток на сите 45 мкм. Иногда поверхность растет, а крупная фракция остается — это плохой признак, значит, добавка работает только на ?легком? материале.

Второй этап — испытания цемента. Обязательно смотрим нормальную густоту, сроки схватывания (по ГОСТ или EN), растекаемость раствора. Потом — прочность в 2, 7, 28 суток. Здесь часто случаются сюрпризы. Одна добавка может дать отличный прирост прочности в 2 суток, но к 28 суткам разница нивелируется. Другая — наоборот, немного тормозит ранний набор, но дает существенную прибавку в марочной прочности. Выбор зависит от рыночных требований.

Третий, и самый важный, — производственные испытания. Лабораторная мельница и промышленная — это две большие разницы. Настоящая проверка начинается при работе в мельнице 3х14 метров. Здесь мы смотрим на динамику загрузки, потребление электроэнергии, температуру на выходе, однородность продукта по силосам. Бывало, что добавка, идеальная в лаборатории, в цеху давала нестабильный результат из-за колебаний влажности шлака. Пришлось корректировать систему дозирования.

Опыт с конкретными продуктами и поставщиками

На рынке много игроков, от глобальных химических гигантов до локальных производителей. Говорить буду только о том, с чем работал лично. Из импортных неплохо показывали себя некоторые линейки европейских компаний, но есть два больших ?но?: цена и логистика. Задержка поставки на неделю может парализовать график помола. Поэтому все чаще смотрим в сторону локализованного производства или местных разработчиков с хорошей научной базой.

В этом контексте интересен опыт работы с продукцией от ООО Шаньдун Синьгуй Новые Материалы Технологии. Это не реклама, а констатация факта по результатам испытаний. Компания, как указано на их сайте https://www.xingui.ru, специализируется на производстве полиэфирных полигидроксильных третичных аминов и обладает собственными разработками. Для нас ключевым было то, что они позиционируют свои продукты именно для предприятий по производству помольных добавок для цемента, то есть понимают специфику задачи.

Мы тестировали одну из их серий полиэфирных продуктов — XG-PGA, если память не изменяет. Взяли для сложного композита с 25% золы и 15% известняка. В лаборатории результат был обнадеживающим: прирост производительности около 8-10%, снижение энергопотребления, плюс заметно улучшилась форма частиц под микроскопом — меньше агломератов. Но главный тест был в цеху. Запустили на месяц. Показатели были стабильными, что важно, не было ?усталости? эффекта. Из минусов — продукт довольно вязкий, пришлось немного дорабатывать систему ввода в мельницу, подогревать емкость. Но это решаемо. В целом, для композитных цементов такой тип добавки, основанный на полиэфирных аминах, показал себя более адекватно, чем классические амины.

Типичные ошибки и как их избежать

Подведу некий итог, основанный скорее на ошибках, чем на успехах. Ошибка номер один — экономия на лабораторных испытаниях. Никогда не внедряйте добавку ?с колес?, даже если соседний завод ее хвалит. Ваше сырье уникально.

Ошибка номер два — гнаться за одним показателем, чаще всего за тонкостью помола. Можно ?размолоть? цемент в пыль, но его поведение в бетоне будет непредсказуемым. Нужен комплексный анализ.

Ошибка номер три — игнорировать условия ввода добавки. Ее нужно подавать в правильную точку мельницы, часто — порционно, а не одной струей. И обязательно контролировать температуру. Многие эффективные органические добавки разлагаются при высоких температурах.

И последнее. Не стоит ждать от помольной добавки чуда. Она — часть технологической цепочки. Если у вас плохой клинкер с низкой реакционной способностью или минеральные добавки с высокой влажностью, никакая, даже самая лучшая химия, не сделает из этого цемент высшего класса. Она может оптимизировать процесс, сэкономить энергию, стабилизировать качество, но не создать его из ничего. Понимание этого — и есть главный признак того, что вы подходите к выбору как практик, а не как покупатель волшебной палочки.