改性水泥助磨剂的研究

【水泥人网】    摘要:

本文对多种助磨剂的使用效果和作用机理进行了研究。不同的助磨剂针对不同的水泥熟料、混合材料生产的水泥，对水泥性能的影响有所不同。助磨效果可以从45μm筛筛余量、标准稠度用水量、颗粒组成及分布、强度指标等来评价。助磨剂的机理主要是减少粉碎阻力，防止团聚，提高流动性，从而加强了料和球的作用频率和效率。

0 前言

在水泥中，粉磨是一个非常重要的环节，也是一个极其耗能的环节，占整个水泥生产电耗的三分之二以上。我国的水泥企业大多使用球磨机来粉磨水泥熟料，其能量利用率极低，为了提高粉磨效率，降低粉磨作业电耗，常常采用两种措施：一是通过改进粉磨机械的结构，改进粉磨作业工业流程和粉磨方式，达到节能的目的，这需要增加设备投资和动力消耗；另一种方法则是在粉磨过程中加入少量添加剂即助磨剂来达到提高粉磨效率的目的，该方法的优点是不必较多的投资就可以获得较大的效益。

目前进入我国水泥行业的国外助磨剂生产企业有以美国为主的跨国企业格雷斯公司、希普公司，德国的巴斯夫化学公司，瑞士的西卡公司和克虏西公司，意大利的马贝公司，英国的富斯乐公司，等等。他们用于助磨剂的主要原料是脱糖木质磺酸钙、碳黑、磷酸三钙、醋酸胺、乙二醇、丙二醇等；而我国主要使用三乙醇胺、乙二醇、丙二醇、二乙醇胺等。国外液体助磨剂的用量一般在0.08%以下，粉体助磨剂在0.3%以下；而我国生产的液体助磨剂用量一般在0.1-0.15%左右，粉体助磨剂在0.5%以下。根据国内几家大型助磨剂生产企业公布的销售数据估算：2008年，我国水泥企业使用的粉体助磨剂约120万吨、液体助磨剂约25万吨，使用助磨剂的水泥产量超过了全国水泥总产量的30%。

客观地说，进入我国的几家国外助磨剂生产企业的管理水平和产品质量，明显高于国内助磨剂生产企业。但助磨剂毕竟是一个在使用上个性化极强的产品，不同的水泥原料、生产设备、工艺条件、管理水平，都会直接影响助磨剂的使用效果。为了使助磨剂在一定的使用区域内，提高助磨剂的适应性，进行了课题研究。

1 试验研究

1.1实验用原料

粉磨物料分别选用回转窑熟料、石煤渣、石灰石、磷石膏，其化学成分见表1，熟料率值见表2

助磨剂：三乙醇胺（TEA），稀释到45%浓度。K为深圳某外加剂厂产品。X为江苏某外加剂厂产品。改性水泥助磨剂BWJ为本课题组的配方：主要有四种物质组成：A、C、D为非离子表面活性剂，B为阴离子表面活性剂，E为水。BWJ由ABCDE按一定比例复合而成，浓度为45%，密度为1.08-1.16g/cm3。

表1 各种原材料的化学分析（%）

原料名称	Loss	SiO2	Fe2O3	AL2O3	CaO	MgO	SO3
旋窑熟料	0.20	21.60	3.20	4.67	64.33	3.57	0.73
石煤渣	6.38	64.60	4.06	7.29	9.86	2.95	2.58
石灰石	37.00	10.42	0.98	2.16	44.77	2.68	0.20
氟石膏	1.38	0.65	0.16	0.48	40.18	0.20	55.35

表2 熟料的率值及矿物组成 

	KH	n	p	C3S/%	C2S/%	C3A/%	C4AF/%	C3S+C2S/%	C3A+C4AF/%
熟料	0.87	2.38	1.46	53.9	21.5	7.0	9.7	75.4	16.7

熟料f-CaO含量为1.40%。

1.2实验方法

细度检测依据GB/T1345-2005，比表面积按GB/T8074-2008，颗粒分布测定通过激光粒度分析仪测定，水泥胶砂强度试验依据GB/T17671-1999,氯离子含量及碱含量测定依据GB/T176-2008。

表3 助磨剂对水泥性能及胶砂强度的影响

编号	助磨剂	掺量/%	45um筛筛余/%	比表面积/m2/kg	标准稠度/%	抗折强度/MPa		抗压强度/MPa		氯离子/%	碱含量/%
						3d	28d	3d	28d
XK-0	空白	0	16.8	320	26.6	4.7	7.3	22.4	41.0	0.012	0.90
XK-1	TEA	0.05	12.6	322	27.0	4.8	7.0	24.0	39.2	0.012	0.90
XK-2	K	0.05	13.0	340	27.0	4.9	7.4	23.8	44.8	0.012	0.90
XK-3	X	0.05	13.6	348	27.2	4.9	7.7	24.0	45.0	0.012	0.90
XK-4	BWJ	0.05	10.9	356	26.8	5.0	7.6	24.8	46.0	0.012	0.90