水泥助磨劑

2024年3月18日發(fā)(作者：珍惜所擁有)

水泥助磨劑

1、水泥助磨劑發(fā)展及重要性

水泥助磨劑是水泥粉磨時加入的為了改善水泥粉磨工藝，提高生產(chǎn)效率而又不損害水泥性能

的外加劑，國內外規(guī)定，其加入量應不超過水泥質量的1%。水泥助磨劑又可稱為水泥粉磨

工藝外加劑。

早在20世紀30年代，人們就開始使用水泥助磨劑來改善水泥的粉磨工藝。其中最早記載使用

水泥助磨劑并獲得英國專利的是1930年，當時采用的是添加少量的樹脂。30年代初期，美國

格雷斯公司發(fā)明并獲得專利的產(chǎn)品TDA。并又于1965年發(fā)明的專利產(chǎn)品HEA2，這些產(chǎn)品

在20世紀中后期都得到了廣泛的應用。隨之，世界各國也進行了大量的研究，如前蘇

聯(lián)、加拿大、日本、十國等。我國主要于80年代中期，進行過水泥助磨劑的研究。隨

著研究的深入，有越來越多的水泥助磨劑被開發(fā)應用，近20年來，新—代的助磨劑已

被越來越廣泛地用于水泥的粉磨工藝中，它具有傳統(tǒng)水泥助磨劑的所有優(yōu)點，同時，

還能夠改善水泥的質量。人們稱之為“水泥質量改進助磨劑”或簡稱為“質量改進劑”。

當我們在水泥中加入混合材時，如礦渣、粉煤灰、火山灰或石灰石等，發(fā)現(xiàn)該水泥的

強度發(fā)育與純硅酸鹽水泥的強度發(fā)育有差別，為了減少這種影響，使用這種水泥“質

量改進劑”，將會非常有利于水泥的質量提高。這些助磨劑能夠通過增強水泥和混凝

土的強度，調整水泥凝結時間和混凝土的需水量等來滿足一系列不同的需求。它們所

提供的性能優(yōu)勢比普通水泥助磨劑能夠降低更多成本,例如，由于它們的使用，能夠提

高混合材摻加量，能夠更大程度地降低生產(chǎn)成本并減少對環(huán)境的影響等。

水泥助磨劑所發(fā)揮的種種優(yōu)勢，已被越來越多的人所認識，并被逐漸廣泛地應用于水

泥的生產(chǎn)，北美洲有95％以上的水泥經(jīng)過水泥助磨劑的處理，歐洲有75％以上的水泥

經(jīng)過水泥助磨劑的處理，在世界范圍內，約超過60％的水泥是經(jīng)過水泥助磨劑的處理。

優(yōu)質的水泥助磨劑所帶來的效益已遠遠超過它本身的價值，是水泥生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)水泥

的—種有效、必要的輔助產(chǎn)品。充分認識水泥助磨劑對水泥生產(chǎn)的重要性，有利于水

泥生產(chǎn)企業(yè)決策者的正確決策，質量技術人員和生產(chǎn)使用人員的正確選擇和使用。

2、水泥助磨劑的選擇

2．1 水泥助磨劑的類型

助磨劑按使用狀態(tài)，可以分為：液體、固體和氣體。液體助磨劑有：三乙醇胺、

乙二醇，HEA2、TDA、CBA等，這種助磨劑以液體狀通過計量泵穩(wěn)定、均勻地加在入磨

皮帶的物料亡或直接噴入磨內，使用比較方便，易于控制，添加量一般在o．02％—c．2％

之間，是國際上應用最廣泛的。固體助磨劑有：硬脂酸鹽類、煤粉、尿素等，這種助

磨劑需要增加更多設備及儲藏罐，添加量一般較大，增加維護及物流費用，使用較少。

氣體助磨劑極少應川于水泥工業(yè)。按化學組成分，助磨劑可以分為：有機化合物、無

機化合物、復合化合物。使用最廣的是復合化合物。

2．2 明確使用助磨劑的目的

現(xiàn)代水泥企業(yè)使用助磨劑的主要目的是降低生產(chǎn)成本，提高水泥質量。過去70年

的研究及應用實踐已經(jīng)證明了這點。但是，報告顯示，即使相似的助磨劑在相似的生

產(chǎn)線上應用，其所起的作用卻有很大的差別。所以理解水泥企業(yè)自己的實際情況并選

擇合適的水泥助磨劑，才能獲得應用的成功。

要明確使用水泥助磨劑目的，首先，要對自己的水泥及其生產(chǎn)工藝狀況有相當?shù)?/p>

了解。了解水泥的品種、質量性能、混合材及其摻加量、細度、比表面積等。其次，

充分了解水泥磨系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，磨機規(guī)格、隔倉板設計、球配及其填充率、產(chǎn)量等．如

是圈流磨，則需了解選粉機的型號、規(guī)格、選粉效率及其循環(huán)負荷等。此外，綜合水

泥標準、市場需求等來明確自己的需求，并作可行性的分析，確定是否能通過應用水

泥助磨劑來滿足自己的需求。一般來說，如果水泥企業(yè)存在以下情況時，可以考慮采

用助磨劑來解決。

彌補生產(chǎn)能力的不足，滿足銷售需求。

提高磨機臺時產(chǎn)量。

生產(chǎn)相同產(chǎn)量時，可減少運行時間，降低維修、維護成本，或改善維修、維護時間安

排的機動性。

提高水泥質量，滿足客戶需求，增加市場競爭力；滿足產(chǎn)品標準，或者解決客戶對質

量的投訴；提升自己在市場上的定位；或是熟料質量的變異、風化等。

提高水泥流動度，改善水泥可操作性，從而減少運輸及輸送成本；同時增加水泥庫容

量及延長水泥儲存時間。

增加混合材的使用，降低成本。

減少熟料用量，增加工業(yè)廢渣利用，生產(chǎn)相同水泥時，減少CO2的排放。

·生產(chǎn)高標號的水泥，獲得高價格。

．生產(chǎn)新品種水泥，滿足新市場的需求。

2．3 選擇標準及方法

分析各水泥廠的實際情況，明確目的，是考慮使用水泥助磨劑的基礎。選擇何種

助磨劑，如何應用，是能否達到應用效果的關鍵。能夠作為水泥助磨劑的物質很多，

但效果各不相同，差別較大，甚至有的物質有助磨性，但有害于水泥或混凝土的質量，

或有害于人體健康或環(huán)境。如氯(C1)含量超標準、堿 (RzS04、RzO)含量超標，或加入

鋁酸鹽、硫鋁酸鹽，或干脆加混凝土外加劑等等來激發(fā)水泥的強度。這將對水泥及混

凝土的性能產(chǎn)生不良影響。國內外都對水泥助磨劑修訂相應的標準，如美國的ASTMC

一465，歐洲的EN 197，中同也等效采納美國ASTMC一465制定相應建材行業(yè)標準JC／

T667—1997來評定水泥助磨劑。符合這些標準是水泥助磨劑的最基本質量要求。要大

量應用于生產(chǎn)，還必須在具體的水泥廠進行詳細而科學的試驗，包括實驗室試驗和工

業(yè)性試驗。如有條件，還需進行混凝土的試驗。—般來說，規(guī)模大、研究實力較強的

助磨劑供應公司都有眾多助磨劑可供選擇，并在質量、穩(wěn)定性方面可以得到保證。但

對于性能、質量不甚了解的助磨劑，進行實驗室試驗是必要的，實驗室試驗一般采用

小磨或模塊試驗，目的是比較不同助磨劑的性能質量表現(xiàn)，找出適合于特定水泥的最

佳助磨劑，為進行工業(yè)性試驗做好準備。工業(yè)性試驗即把所選擇的助磨劑應用于工業(yè)

生產(chǎn)，進行磨機及水泥質量的評估，以達到所選擇水泥助膳劑是安全、優(yōu)質、高效、

穩(wěn)定，及便于使用的。

3 水泥助磨劑的應用

前面已提到水泥助磨劑的應用效果有時是因地而異的，因此，為了確保水泥助磨

劑的成功使用，有必要了解水泥助磨劑的應用技術。

3．1 助磨劑的助磨機理及效果

水泥助磨劑的助磨機理，在國內外的文獻中已有很多的論述。歸納起來，總結如

下觀點：第一是由雷賓德爾(Rehbinder)早在1931年提出的假設，他認為助磨劑被吸附

于研磨顆粒的表面或滲透到微裂紋內，會使界面處的晶格內聚力降低，使物料顆粒上

的裂紋擴張或延伸更容易。理論上講，助磨劑的存在，希望通過降低顆粒表面能，從

而降低裂紋擴展的臨界應力，使顆粒破碎更容易。但是，這種假設的前提是水泥助磨

劑在顆粒上被吸附的速度是與顆粒破碎的速度相當?shù)摹Ｊ聦嵣希S多多研究已表明，

顆粒的破碎速度要遠遠大于助磨劑的分散速度，所以，在水泥粉磨工藝中，助磨劑被

顆粒吸附以降低表面能似乎不大可能影響水泥顆粒的破碎。

第二是根據(jù)里氏定理(Rittinger)，顆粒破碎所產(chǎn)生的比表面積與所消耗的能量

成正比。即在任何細度范圍內，每單位的能量消耗能產(chǎn)生相同的比表面積。但實際上，

隨著細度提高到—定程度，產(chǎn)生單位比表面積所需要的能耗在增加，這是由于物料在

研磨過程巾，所產(chǎn)生的細顆粒，因熱力、機械力、化學力的作用導致很強的顆粒間吸

引，形成凝聚和糊球現(xiàn)象。這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，限制了表面積的增加和降低破碎率。而

所有的助磨劑都含有化學成分，這些化合物能中和水泥顆粒上的表面能，從而降低或

消除水泥顆粒的凝聚和磨內的糊球，達到提高粉磨效率的結果。隨著水泥比表面積的

提高，使用助磨劑的效果也會變好，也即提高了磨機的研磨效率。典型的關系如表4．4．1

所示：

第三方面，通常情況下，助磨劑的應用能增加水泥的流動性，導致磨內物料流速

的加快；使磨內料位下降，填隙率降低，填隙率即為物料填充研磨介質問空隙的比率，

據(jù)研究，填隙率為85％時，磨機的研磨效率最高。通常情況下，實際填隙率>85％，助