不同類型水泥助磨劑的特性及其對 水泥性能的影響分析

李憲標

（天山水泥有限公司， 江蘇 無錫 214161）

0 引言

2011 年，國家正式頒布了水泥助磨劑的技術(shù)標準，水泥生產(chǎn)工藝中采用水泥助磨劑成為水泥生產(chǎn)企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排環(huán)保目標的重要途徑。水泥助磨劑的應(yīng)用優(yōu)勢源于將有機高分子合成技術(shù)、水泥生產(chǎn)技術(shù)以及水泥混凝土外加劑技術(shù)有效融合起來，發(fā)揮出多項綜合技術(shù)的協(xié)同效能，從而為企業(yè)提高效益，節(jié)能降耗，環(huán)保管理提供了高效可行的路徑。

1 水泥助磨劑類型及應(yīng)用概況

水泥助磨劑的類型主要包括高分子型、復(fù)配型、合成型。高分子型是主流的水泥助磨劑，其作用機理是利用助磨劑表面的活性分散基團實現(xiàn)對水泥顆粒的粉磨分散以及水化誘導(dǎo)作用。復(fù)配型助磨劑又分為有機復(fù)配型和無機復(fù)配型，多元醇、醇胺類、聚羧酸鹽等屬于有機復(fù)配型助磨劑，氯鹽、硅酸鹽、硫酸鹽及硬脂酸鹽等屬于無機復(fù)配型助磨劑。復(fù)配型助磨劑不是單體簡單的混合，而是通過組配發(fā)揮出多種單體的協(xié)同作用，改善水泥性能。合成型助磨劑是采用合成工藝將一些含有羥基的化合物按一定的配比進行酯化或醚化反應(yīng)。目前，合成型助磨劑在生產(chǎn)工藝中已經(jīng)能夠部分或全部替代三乙醇胺物質(zhì)，使生產(chǎn)成本大大降低。水泥助磨劑既可以應(yīng)用于正常生產(chǎn)過程中，還可以應(yīng)用于水泥生產(chǎn)物料配比優(yōu)化過程中，另外，在水泥生產(chǎn)工藝條件和工藝參數(shù)優(yōu)化過程中也能夠通過水泥助磨劑來實現(xiàn)較好的效果。

2 不同水泥助磨劑的小磨試驗

本文中的水泥助磨劑使用的是ZK-A 型、ZK-B 型以及ZK-C 型助磨劑，其中ZK-A 型、ZK-B 型為合成型助磨劑，ZK-C 型為高分子型助磨劑。除了上述三種助磨劑以外，試驗材料還包括甘油、三乙醇胺。水泥物料配比如下：80%的水泥熟料+10%的粉煤灰+5%的礦渣+5%的天然石膏。采用標準小磨對質(zhì)量為3kg 的水泥粉磨25min，出磨時間為5min，摻入0.03%的助磨劑量。根據(jù)國家標準規(guī)范依次進行水泥細度檢測；水泥比表面積測定；水泥膠砂強度檢驗；水泥顆粒級配測定；水泥標準稠度用水量、凝結(jié)時間、安定性檢驗。通過上述檢測試驗結(jié)果分析三種類型的水泥助磨劑對水泥性能的影響。試驗檢測的結(jié)果如下：

不同助磨劑條件下水泥的篩余和比表面積 對象 ZK-A 型 ZK-B 型 ZK-C 型 甘油 三乙醇胺 空白 45μm 篩余(%) 7.6 9.6 8.7 6.7 7.8 13.4 比表面積（m2/kg） 417.78 430.09 430.86 435.26 416.26 417.59

不同助磨劑條件下水泥性能檢測 第3 天強度（MPa） 第28 天強度（MPa） 凝結(jié)時間（min） 試驗 對象 抗折性 抗壓性 抗折性 抗壓性 初凝 時間 終凝 時間 標準稠度用水量（%） 安定性 ZK-A 型 6.54 28.66 8.71 53.49 142 193 28.50 ZK-B 型 6.21 26.26 8.46 48.16 150 200 28.32 ZK-C 型 5.51 22.89 7.91 46.68 152 197 27.95 甘油 5.74 25.61 8.91 48.18 152 204 28.32 均合格 三乙醇胺 6.14 26.26 8.46 48.16 150 200 28.32 空白 5.51 22.89 7.91 46.68 152 197 27.95

不同助磨劑條件下水泥粒度分布情況 對象 ZK-A 型 ZK-B 型 ZK-C 型 甘油 三乙醇胺 空白 ＜3μm 3.86 4.99 4.82 4.58 3.63 4.82 3-32μm 63.29 62.15 62.77 62.34 59.65 57.59 32-65μm 30.96 31.41 31.30 31.64 32.47 33.58 ≥65μm 1.53 1.10 0.75 1.08 3.88 3.65 ≥80μm 0.08 0.02 0.01 0.03 0.83 0.54

上述試驗檢測結(jié)果表明，ZK-A 型、ZK-B 型、ZK-C 型助磨劑的應(yīng)用效果優(yōu)于三乙醇胺，表現(xiàn)為水泥流動性增強，顆粒級配更優(yōu)，其中ZK-A 型助磨劑在3-32 μm 粒度范圍內(nèi)顯著分布，明顯高于三乙醇胺在粒度范圍內(nèi)的分布。摻入ZK-A型、ZK-B 型、ZK-C 型助磨劑的水泥表現(xiàn)出良好的水泥膠砂強度，優(yōu)于三乙醇胺，但ZK-C 型比ZK-A 型、ZK-B 型助磨劑的表現(xiàn)稍遜。

3 復(fù)配型和合成型水泥助磨劑的大磨對比試驗

將ZK-A 型、ZK-B 型、ZK-C 型助磨劑與傳統(tǒng)復(fù)配助磨劑進行對比試驗。復(fù)配助磨劑和合成型助磨劑的摻入量均為0.1%，然后測量水泥篩余和比表面積，檢測水泥強度和粒度分布情況。檢測結(jié)果表明：水泥在第三天的抗折強度和抗壓強度明顯優(yōu)于傳統(tǒng)復(fù)配檢測表現(xiàn)；合成型助磨劑對水泥粒度分布也表現(xiàn)出明顯改善效果，其中合成型助磨劑的摻入使3-32μm 粒度范圍內(nèi)的分布率提高了11.20%，使≥65μm 粒度范圍內(nèi)的分布率降低了15.33%，提高了水泥膠砂強度。

4 結(jié)語

本文圍繞不同類型（ZK-A 型、ZK-B 型、ZK-C 型）的水泥助磨劑特性以及對水泥性能的影響情況進行了試驗分析，小磨試驗結(jié)果表明三種水泥助磨劑能夠有效降低篩余，大磨試驗結(jié)果表明合成型助磨劑比復(fù)配型助磨劑對水泥性能有更佳的改善效果。