??? 摘要：
??? 自從1930年Goddard（高達得）以樹脂作為助磨劑，為水泥粉磨工藝的降耗和提產開創了一條新路。隨著70多年的發展歷程，要求具有改善粉磨工藝、提高水泥強度、增加混合材摻量的復合型助磨劑也應運而生。然而助磨劑只是水泥生產工藝中的一類外加劑，不是通用產品。復合型助磨劑是根據不同的混合材材質及配比，水泥磨系統工況，水泥制造企業的特定需求而研制。復合型助磨劑的研制、應用，有助于達到最佳的助磨、提強、改善水泥性能的綜合效果，從而使水泥的產品質量穩定、經濟效益最大。
??? 在西方國家水泥生產中，采用有助磨效果的各種添加劑十分普遍，有超過90％的水泥生產線在使用。但是，在我國還遠遠沒有得到廣泛應用。其原因是多方面的：有對助磨劑的認識問題；有工藝和設備的適應性問題；有水泥混合材多樣性問題；當然也有助磨劑本身的質量問題。本文僅就助磨劑在不同混合材水泥生產中的應用做一探討。
??? 一、水泥混合材及分類
??? 在磨制水泥時，除了摻入適量石膏以外，為了改善水泥性能、調節水泥強度等級、增加水泥產量等而摻入人工的或天然的礦物材料，稱為水泥混合材。目前所用的混合材料中，大部分是工業廢渣。混合材料按照其性能不同，通常分為活性混合材料和非活性混合材料兩大類，其中活性混合材料用量最大。
??? 活性混合材料? 凡是天然的或人工的礦物質材料，磨成細粉，加水后雖然本身可能不硬化，但與激發劑混合，加水拌和后，不但能在空氣中硬化，而且能在水中繼續硬化者，稱為活性混合材料，或稱為水硬性混合材料。常用的活性混合材料有粒化高爐礦渣、火山灰質混合材和粉煤灰等。
??? 非活性混合材料?? 凡不具有活性或活性甚低的人工或天然的礦物質材料經磨成細粉，摻入水泥中僅起調節水泥性質、降低水化熱、降低強度等級、增加產量的混合材料，稱為非活性混合材料，又稱填充性混合材料。對于不符合技術要求的粒化高爐礦渣、火山灰質混合材料及粉煤灰等均可作為非活性混合材料使用，另外比如石英巖、砂巖等磨成的細粉也屬非活性混合材料。
??? 二、優化水泥顆粒級配的技術途徑
??? 水泥的細度直接影響著水泥的凝結、水化、硬化和強度等一系列物理性能。水泥的篩余量越小表示水泥越細，但并不等于強度越高。水泥顆粒級配才是重要的。最理想的狀況是：水泥中熟料的顆粒級配應滿足最佳性能的級配要求，而＜3μm特別是＜1μm的顆粒則為混合材（或礦物摻合料），如石灰石粉、粉煤灰、礦渣粉等。這些＜3μm的細粉狀混合材填充于水泥熟料顆粒之間的空隙，使水泥顆粒的堆積趨向緊密，向Fuller曲線靠攏。
??? 我國目前的水泥生產企業熟料磨細顆粒尚不十分理想，有大于30％的熟料細度＞30μm，而＞30μm的熟料顆粒水化慢，對28天強度值基本沒有貢獻，這無疑是一大浪費。按現有的技術、設備，優化水泥顆粒級配的技術途徑有：
??? 1.? 熟料與易磨性好的混合材共同粉磨。在熟料中加入一些易磨性好的混合材如石灰石等共同粉磨。由于石灰石易磨性好，因此在水泥顆粒中，石灰石的粒徑比熟料的小。可以期望，共同粉磨工藝中的石灰石應該能提供更多的＜3μm顆粒，從而優化水泥的顆粒級配。由于石灰石硬度比熟料低，共同粉磨易產比表面積虛高，而誤認為優化了水泥的顆粒級配。粉煤灰內含豐富的硅質玻璃細珠，硬度較熟料、石灰石高，有一定的助磨作用，亦可少量加入共磨。
??? 2.? 難磨的混合材與熟料分別粉磨。即熟料、難磨的混合材采用分別粉磨然后混合配制水泥的方法。若用共同粉磨的方法，礦渣的粒徑比熟料的粗，在水泥的比表面積為350m2/kg時，礦渣的比表面積只有230～280m2/kg，基本無活性。因此，分別粉磨能按需求磨得不同細度要求的各種材料，但要相應增加相關設備，這無疑要一筆不小的投資。
??? 3.選擇性使用助磨劑優化水泥顆粒級配。分別粉磨可以較好解決不同材料的易磨性問題，但要投資相關設備。對中小水泥企業并不是最佳的方案。助磨劑對熟料、混合材結構和化學成分有選擇性和適應性。因此，調整助磨劑的配方來解決不同混合材的易磨性問題，亦可獲得理想效果。
??? 三、激發混合材活性的方法
??? 常用的具有潛在活性的混合材料有，粒化高爐礦渣、火山灰質混合材和粉煤灰等。目前常采用物理激活、化學激活、熱激活和物理化學共同激活等方法。
??? 1.?? 物理激活也稱機械激活，在粉煤灰、礦渣、煤矸石等處理方面，具有很好的效果。通過超細粉磨混合材，使其顆粒變得很小,不僅可填充硬化結構的毛細孔，還起到密實增強的作用，而且還能增加混合材的比表面積，同時其顆粒表面出現錯位、點缺陷和結構缺陷，氧化硅和氧化鋁的無定形程度增加，顆粒表面自由能增加，從而提高活性，它還可以極快的速度消耗氫氧化鈣和石膏, 促進混合材與水泥水化產物的二次反應，使生成的水化產物增加，因而提高了強度。
??? 2.? 化學激活是填加微量的激發物質，使水泥在水化過程中，激發物質中的Na+、OH-、SO4-等的激發改性物質在機械化學力的強化改性下，在粉體表面可形成一定的表面活性點。在水泥水化過程中，這些活性點優先參與水化發應，與其他顆粒或集料形成局部焊點，使其參與并加速混合材料與水泥水化產物的二次反應，加快加固混凝土漿體早期強度構架的形式。常用的化學激發劑有兩類：堿性激發劑和硫酸鹽激發劑。
??? 四、復合型助磨劑在不同混合材水泥生產中的應用
??? XU復合型助磨劑是根據不同的水泥熟料、混合材種類及水泥粉磨工況等，有選擇性選用數種助磨劑、強度激發劑等專門復配而成。集助磨、增強、改善性能、降低水泥生產成本為一體的高科技產品，是生產綠色高性能水泥的重要技術措施。其特點是：
??? 1.采用復合型助磨劑是解決過粉磨的有效方法。工業生產經驗以及相關研究表明，當磨溫由50℃上升到80℃時，材料易磨性相差10%，溫度50℃上升到120℃時，材料易磨性相差15%。由于磨內溫度的不斷升高，并持續較長時間時，無論是粗磨倉還是細磨倉均會出現靜電效應，使微細粉產生二次聚集，從而大幅度降低粉磨效率，產量下降10%左右。又如，熟料與易磨性好的混合材共同粉磨，易造成過粉磨。相關研究統計提示：如在水泥中每摻1％石灰石，水泥的比表面積應增高5M2/Kg，摻量達5％比表面積應虛增高25M2/Kg。這是因為石灰石易磨性好而先于熟料粉細，其細粒包糊在熟料細粒表面，阻礙熟料的粉磨進程。為了補償易磨性好的混合材摻入造成的水泥強度損失，傳統工藝只得采用過粉磨的辦法。反之，熟料與易磨性差的礦渣混磨也存在這些問題。復合型助磨劑在解決包球、糊磨的同時，也有利于改善粉磨物料間的相互包糊，從而達到提高磨機產量，改善顆粒級配，降低熟料使用量，提高水泥強度的助磨目的。
??? 2.? 激發混合材活性是節約熟料的重要途徑。復合型助磨劑在粉磨時協同完成混合材的熱激活和物理化學激活。粉磨過程中，一方面磨內溫度高達上百度，另一方面水泥顆粒在外力作用下的表面也產生了一定的物理化學變化。這些變化有利于化學激發物質與混合材表面發生活化發應，激發出混合材潛在的水化活性。同時，激發物質與水泥物料共粉磨有利于激發物質均勻分散在水泥中，這些都比被在混凝土攪拌中加入激發物質用量要少、激發效果更好。
??? 3. 復合型助磨劑有效提高選粉機產量。成品水泥細度是其直接的質量指標之一。對閉路系統，如果出磨水泥細度太粗，則勢必會導致循環負荷率過大，增大選粉機的壓力。另一方面，選粉機的臨界分離粒徑是以80μｍ界定的，它不可能改變小于此粒徑的各粒度級別的含量。如果入磨物料的含水率、溫度過高等，極易產生水泥粉磨出現包球、糊磨現象，磨細的物料粘附在大顆粒料上，選粉機無法充分分離細物料，造成過粉磨。這種情況在高細粉磨和超細粉磨中經常出現。采用復合型助磨劑是解決該問題的最佳辦法。
??? 五、后語。
??? 當前很多水泥企業所用的助磨劑主要起增產作用，但隨著水泥行業混合材使用量的增大，以及即執行的國家通用水泥新標準取消普通硅酸鹽32.5水泥之后，水泥廠生產成本上升。因此在不改變現有工藝條件的情況下，要求有一種既能提高磨機產量又能提高混合材摻量或水泥強度的助磨劑，對水泥制造企業來說是非常急需。
??? 而XU復合型助磨劑無論在提高臺時產量、改善水泥顆粒級配、激發混合材活性、提高水泥強度等，具有其獨到功效通常可以降低熟料8個點以上。是水泥制造企業急需的高科技產品。尤其要說明的是，只有根據不同的熟料及不同的混合材成分、配比，及時調整助磨劑的配方，才能發揮助磨劑的最佳效果，滿足水泥生產企業獲得最大的經濟效益的需求。