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水泥助磨剂技术与应用

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洛阳万顺建材有限公司 王新 白文利  范波 
0  引言
世界水泥工业发展已有170多年的历史,水泥助磨剂在国外约有100年的使用时间,在国内起步较晚,大约在20世纪30年代,但发展迅速,技术应用比较成熟,特别是我国将出台的JC/667—2004《水泥助磨剂标准》对助磨剂的助磨效果、助磨剂对水泥性能的影响都作了明确规定,进一步规范了助磨剂市场。就水泥市场需要和效益规律而论,环保、高性能的助磨剂将是今后研发、使用的方向。
1.水泥助磨剂的定义:
在水泥粉磨时加入的起助磨作用而又不损害水泥性能的外加剂,其加入量应不超过水泥质量1%。[GB/T4131-1997,定义4.17]
2.水泥助磨剂的分类
按物理形态:固态和液态
按化学成分:有机、无机、有机与无机的复合
按偶极性:偶极和非偶极
按离子类型:离子型和非离子型
按用途:提产型、增强型提产增强型(复合型)
3.水泥助磨剂的主要作用机理:
水泥助磨剂的作用机理众说纷纭,根据Ritting和Bond理论,其主要作用是能有效中和电荷,平衡价键,促进物料裂纹的形成与扩展。防止水泥颗粒聚集成团,增加物料的流动性,避免颗粒的过粉碎现象,使颗粒级配更加合理。在粉磨中后期,助磨剂的分散作用延缓或减轻了细粉物料的凝聚,从而减少磨内粘球和糊磨现象,提高机械能的利用率,从而提高了磨机的粉磨效率。
4.助磨剂的技术要求
4.1助磨效果:粉磨相同时间,掺助磨剂磨制的水泥与不掺相比,比表面积增加不小于是10m2/kg,45µm筛筛余减小不小于2%。
4.2助磨剂对水泥性能的影响应符合表1的规定
表1
试验项目
性能比对指标(与比对水泥相比)
标准稠度需水量,%
绝对值之差不大于1.0
水泥胶砂流动度
相对值不大于105%、不小于95%
凝结时间
差值不大于30min并结论不变
雷氏法沸煮安定性
结论不变
水泥胶砂抗压强度
所有龄期相对值不低于95%
胶砂28天干缩率,%
绝对值之差不大于0.025
a针对特种水泥应增加相应产品标准中规定的特性试验,试验结论不变。
b各品种水泥强度龄期,除产品标准规定的标准龄期外,还应至少增加一个比最长标准龄期长三倍的龄期,并应不短于一个月。
4.3混凝土抗压强度:掺助磨剂的水泥混凝土与比对混凝土相比,3天、7天、28天、90天所有龄期相对值不低于90%。
5.水泥助磨剂的主要用途
水泥助磨剂的主要用途是增加产量降低能耗、提高质量增加混合材的掺入量。对于水泥生产商来说,如何降低粉磨电耗、提高水泥产品的质量和使用性是各水泥生产业界共同关注和研究的课题。目前,市场上推出的助磨剂在用途上主要可分提高产量型、增加强度型和两者的综合型。水泥生产厂家应根据市场对水泥的需求,遵循市场的买卖规律,正确选用水泥助磨剂,减少水泥市场的高低峰波动给企业造成的损失。
 
其实,同种助磨剂对不同水泥、不同规格磨机,不同助磨剂对同种水泥、同一规格磨机的助磨效果差异很大。助磨效果好坏,不仅取决于助磨剂和水泥两者的品种、质量、配比等因素,而且与磨机设计和运行条件、选粉机性能、人员对设备、对助磨剂的操作技能等有着密切的关系。因此,助磨剂存在着对水泥适应性的问题,必须遵守各物料之间的协同规律。
6.泥助磨剂在水泥生产中的应用方案
6.1 背景 销售旺季、工厂熟料充足,磨机产量偏低
方案 使用助磨剂,在保证水泥细度不变(比表面积不变、筛余略低)的条件下,大幅度提高水泥磨机台时产量(15~20%)。
6.2 背景 销售旺季、熟料量不足,且熟料量与磨机产量基本平衡
方案 使用助磨剂,在提高水泥细度(比表面积增加25m2/kg、筛余降低1.5%)前提下,增加2~4%的混合材,且小幅度增加水泥产量(5~8%)
6.3背景 销售淡季,生产能力大于销量
方案 使用助磨剂在大幅度提高水泥细度(比表面积增加80m2/kg、筛余降低3%)前提下,增加6~10%的混合材。
7.水泥助磨剂的掺量范围
一般说来固态助磨剂的掺量为0.7~1.0%,液态助磨剂的掺量为0.01~0.04%。具体用量可在助磨剂生产商的建议下,通过水泥磨试验来确定。也可采用低掺量低产出选择用量。
8.水泥助磨剂的主要原材料
目前,国内外的助磨剂大部分是由几种甚至几十种原材料经乳化复合,通过多种物理、化学反应面生成的一种稳定物。常用的由活性碳、三乙醇胺、乙二醇、脱糖木质磺酸钙、磷酸三钙、醋酸胺等。具体成分、掺加量、比表面积提高率、产量提高等详见下表:
助磨剂的主要成分
掺加量(%)
粉磨时间缩短率(%)
比表面积提高率(%)
产量提高(%)
能耗降低
备注
三乙醇胺
0.03~0.08
10~20
 
10~30
 
 
乙二醇
0.08~0.22
 
 
大于20
 
 
木质素磺化物
0.01~0.02
大于13.2
 
 
 
 
向日葵油皂类
 
 
 
34
25
 
羊毛脂乳状废液
0.05~0.1
 
23~35
20~30
 
有疏水性
Maveklin助磨剂
0.1
 
 
15~17
 
 
制丁醇可燃废物
0.08~0.22
 
 
大于20
 
 
由于生产水泥助磨剂的主要原材料多为醇胺类产品,近期以来,受国际原油价格的影响,醇胺类价格也一路攀升,而且出现了供不应求的局面,不少助磨剂生产商不得不提高销售价格,造成部分水泥生产厂家无法接受。我国一助磨剂生产公司面对市场的这种情况,变更思维,研讨方案,广集人才,投入巨资,力求生产出一种摆脱以醇胺类产品为依附、质优价廉的水泥助磨剂。据悉,此公司经过不懈努力,在油厂废弃的油渣和废液中,找到了一种可以替代醇胺类产品的有机物。此原料充足廉价,经过层层优化、分馏萃取合成的有机物经过大量的试验证明:确为生产水泥助磨剂理想的主要原料。
另外:水泥生产厂家在选用助磨剂时首先应保证使用的助磨剂不污染环境,不危害员工身体健康。其次、除了做生产性试验外,还应按国家标准中的钢筋锈蚀快速试验方法,检测过加固体助磨剂的水泥制成的钢筋混凝土的钢筋表面钝化膜,是否锈蚀钢筋,并关注水泥28天以后的强度。
因此:净化水泥助磨剂市场,关注水泥用户的身体健康和质量品质,是每个水泥助磨剂生产厂家应尽的权益。
 
参考文献:
1.   高阳、李健生等。不同助磨剂对水泥粉磨效率的影响。水泥,2003,(9)。
2.   陶珍东、郑少华等。不同助磨剂对水泥粉磨效率的影响。水泥工程,2002,(3)。
3.   中华人民共和国建材行业《水泥助磨剂》标准。

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