本文對多種助磨劑的使用效果和作用機理進行了研究。不同的助磨劑針對不同的水泥熟料、混合材料生產(chǎn)的水泥，對水泥性能的影響有所不同。助磨效果可以從45μm篩篩余量、標準稠度用水量、顆粒組成及分布、強度指標等來評價。助磨劑的機理主要是減少粉碎阻力，防止團聚，提高流動性，從而加強了料和球的作用頻率和效率。
0 前言
在水泥中，粉磨是一個非常重要的環(huán)節(jié)，也是一個極其耗能的環(huán)節(jié)，占整個水泥生產(chǎn)電耗的三分之二以上。我國的水泥企業(yè)大多使用球磨機來粉磨水泥熟料，其能量利用率極低，為了提高粉磨效率，降低粉磨作業(yè)電耗，常常采用兩種措施：一是通過改進粉磨機械的結(jié)構(gòu)，改進粉磨作業(yè)工業(yè)流程和粉磨方式，達到節(jié)能的目的，這需要增加設備投資和動力消耗；另一種方法則是在粉磨過程中加入少量添加劑即助磨劑來達到提高粉磨效率的目的，該方法的優(yōu)點是不必較多的投資就可以獲得較大的效益。
目前進入我國水泥行業(yè)的國外助磨劑生產(chǎn)企業(yè)有以美國為主的跨國企業(yè)格雷斯公司、希普公司，德國的巴斯夫化學公司，瑞士的西卡公司和克虜西公司，意大利的馬貝公司，英國的富斯樂公司，等等。他們用于助磨劑的主要原料是脫糖木質(zhì)磺酸鈣、碳黑、磷酸三鈣、醋酸胺、乙二醇、丙二醇等；而我國主要使用三乙醇胺、乙二醇、丙二醇、二乙醇胺等。國外液體助磨劑的用量一般在0.08%以下，粉體助磨劑在0.3%以下；而我國生產(chǎn)的液體助磨劑用量一般在0.1-0.15%左右，粉體助磨劑在0.5%以下。根據(jù)國內(nèi)幾家大型助磨劑生產(chǎn)企業(yè)公布的銷售數(shù)據(jù)估算：2008年，我國水泥企業(yè)使用的粉體助磨劑約120萬噸、液體助磨劑約25萬噸，使用助磨劑的水泥產(chǎn)量超過了全國水泥總產(chǎn)量的30%。
客觀地說，進入我國的幾家國外助磨劑生產(chǎn)企業(yè)的管理水平和產(chǎn)品質(zhì)量，明顯高于國內(nèi)助磨劑生產(chǎn)企業(yè)。但助磨劑畢竟是一個在使用上個性化極強的產(chǎn)品，不同的水泥原料、生產(chǎn)設備、工藝條件、管理水平，都會直接影響助磨劑的使用效果。為了使助磨劑在一定的使用區(qū)域內(nèi)，提高助磨劑的適應性，進行了課題研究。
1 試驗研究
1.1實驗用原料
粉磨物料分別選用回轉(zhuǎn)窯熟料、石煤渣、石灰石、磷石膏，其化學成分見表1，熟料率值見表2
助磨劑：三乙醇胺（TEA），稀釋到45%濃度。K為深圳某外加劑廠產(chǎn)品。X為江蘇某外加劑廠產(chǎn)品。改性水泥助磨劑BWJ為本課題組的配方：主要有四種物質(zhì)組成：A、C、D為非離子表面活性劑，B為陰離子表面活性劑，E為水。BWJ由ABCDE按一定比例復合而成，濃度為45%，密度為1.08-1.16g/cm3。
表1 各種原材料的化學分析（%）
原料名稱 Loss SiO2 Fe2O3 AL2O3 CaO MgO SO3 旋窯熟料 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 熟料的率值及礦物組成?
|
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含量為1.40%。
1.2實驗方法
細度檢測依據(jù)GB/T1345-2005，比表面積按GB/T8074-2008，顆粒分布測定通過激光粒度分析儀測定，水泥膠砂強度試驗依據(jù)GB/T17671-1999,氯離子含量及堿含量測定依據(jù)GB/T176-2008。
表3 助磨劑對水泥性能及膠砂強度的影響
編號 助磨劑 摻量/% 45um篩篩余/% 比表面積/m2/kg 標準稠度/% 抗折強度/MPa 抗壓強度/MPa 氯離子/% 堿含量/% 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