水泥助磨劑的應(yīng)用領(lǐng)域

發(fā)表時(shí)間：2016/1/25 10:29:15  瀏覽次數(shù)：6845

????? 眾所周知，水泥粉磨工藝電耗占水泥生產(chǎn)總電耗的70%以上，而粉磨工藝中的能耗大部分都轉(zhuǎn)化為熱能，因此粉磨工藝的節(jié)能增效至關(guān)重要，而使用水泥助磨劑是解決上述問題的有效途徑之一。

　　一、助磨劑在通用水泥生產(chǎn)中的應(yīng)用
　　1.助磨劑對粉磨節(jié)能高產(chǎn)的作用
　　在水泥粉磨工藝中應(yīng)用助磨劑，水泥助磨劑分子在顆粒上的吸附，降低了顆粒的強(qiáng)度和硬度，同時(shí)促進(jìn)了裂紋的擴(kuò)展，加快了物料的粉磨速度。水泥助磨劑可以提高物料的可流動(dòng)性，阻止顆粒在研磨介質(zhì)及磨機(jī)襯板上的黏附及顆粒之間的團(tuán)聚，從而使粉磨效率提高。它不但可提高粉磨效率、不產(chǎn)生過粉磨現(xiàn)象，而且有利于提高粉磨產(chǎn)品的質(zhì)量（比表面積）。因此，粉磨工藝的節(jié)能增效，離不開水泥助磨劑的幫助。

　　2.助磨劑對提高水泥質(zhì)量的作用
　　在水泥粉磨時(shí)摻加助磨劑，不僅能提高球磨機(jī)的粉磨效率，還可改善水泥質(zhì)量，提高水泥強(qiáng)度。使用助磨劑可改善水泥質(zhì)量的原因有以下幾點(diǎn)：

　?。?）在相同條件下，摻加助磨劑后水泥的整體細(xì)度降低了，有利于提高其膠凝性。
　?。?）在相同條件下，摻加助磨劑后能改善水泥顆粒級(jí)配，提高3～32μm 顆粒含量，有利于提高水泥后期強(qiáng)度的增進(jìn)率。
　?。?）水泥粉磨時(shí)摻加助磨劑，助磨劑分子會(huì)吸附到水泥顆粒表面，一直在水泥中存在。當(dāng)水泥加水后，對水化硬化起到一定的促進(jìn)作用，如三乙醇胺可以絡(luò)合C3A 和石膏加速鈣礬石的形成，帶有羥基（OH-）的有機(jī)物分子能絡(luò)合Ca2+，使液相中的Ca （O H ）2濃度降低，加速了C3S 的水化速度。

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　　3.助磨劑對改善水泥性能的作用
　　國家標(biāo)準(zhǔn)《通用硅酸鹽水泥》（GB175-2007）中規(guī)定的品質(zhì)指標(biāo)，也代表了通用硅酸鹽水泥最基本的物理化學(xué)性能。對于建筑工程來說，水泥畢竟只是一個(gè)半成品；而在水泥混凝土的制備中，水泥雖然只占很小的一部分，但它的膠凝性卻起到了至關(guān)重要的作用。摻助磨劑的水泥消除了微細(xì)顆粒的集聚現(xiàn)象，增加了顆粒間的分散性，改善了水泥的流動(dòng)性。在使用過程中，由于粉體間的孔隙率加大，使其標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量增加。此外，帶激發(fā)組分的復(fù)合助磨劑還會(huì)使水泥強(qiáng)度增加，水泥的使用性能也隨之發(fā)生一系列變化，尤其是水泥混凝土的耐久性將得到較大的改善。

　　二、助磨劑在粉磨礦渣微粉中的應(yīng)用
　　1.生產(chǎn)中的節(jié)能減排
　　礦渣是鋼鐵廠的廢渣，可以制成優(yōu)質(zhì)的“再造資源”，但它屬于難磨物料，易磨性功指數(shù)大于熟料30%以上，粉磨消耗大、效率低；因此，只有單獨(dú)粉磨礦渣，才能達(dá)到理想的細(xì)度要求。在礦渣粉磨過程中摻入少量的復(fù)合助磨劑，可有效改善粉磨效果，即在磨機(jī)功率消耗相同的條件下增加產(chǎn)量，增大產(chǎn)品的比表面積；同時(shí)，通過助磨劑吸附于礦渣顆粒表面的微裂紋上，或與顆粒發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，以激發(fā)礦渣活性、提高早期強(qiáng)度。目前，國內(nèi)的助磨劑研究不僅針對水泥熟料的粉磨工藝，而且還研究礦渣的高細(xì)粉磨；但局限于單一助磨作用，對多功能復(fù)合助磨劑的研究才逐漸展開。

　　2.礦渣活性的激發(fā)技術(shù)
　　礦渣是一種具有“潛在水硬性”的材料，即其單獨(dú)存在時(shí)，基本無水硬性；但受到某些激發(fā)作用后，就呈現(xiàn)出水硬性。

　　常用的激發(fā)方式有兩大類，即物理激發(fā)和化學(xué)激發(fā)。然而，這兩種方式都離不開多功能復(fù)合助磨劑的幫助。多功能復(fù)合助磨劑既能夠幫助物理激發(fā)實(shí)現(xiàn)高細(xì)粉磨，又能夠在礦渣微粉參與水化反應(yīng)時(shí)，起到化學(xué)激發(fā)劑的作用。

　　物理激發(fā)主要是采用高細(xì)粉磨和超細(xì)粉磨的方法，對礦渣施加機(jī)械力作用后，使其內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生不規(guī)則化和多相晶型轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致晶格缺陷發(fā)生、比表面積增大、表面能增加等，隨之物料的熱力學(xué)性質(zhì)、結(jié)晶學(xué)性質(zhì)、物理化學(xué)性質(zhì)等都會(huì)發(fā)生規(guī)律性變化。

　　化學(xué)激發(fā)主要是采用對混凝土耐久性無害的化學(xué)物質(zhì)，激發(fā)礦渣的水化活性，以更好地發(fā)揮其膠凝性。

　　三、助磨劑在工業(yè)廢渣利用中的作用
　　根據(jù)原國家環(huán)保局在2005~2006年對20個(gè)行業(yè)近萬家企業(yè)調(diào)查統(tǒng)計(jì)的結(jié)果表明：各種工業(yè)廢棄物的產(chǎn)出量為6.17億噸，回收利用量為2.48億噸，占40%；其中建材工業(yè)各種工業(yè)廢棄物的產(chǎn)出量為0.1104億噸，回收利用量為0.0824億噸，占75%；建材工業(yè)不僅不是污染大戶，反倒是一個(gè)“變廢為寶”的主力軍。以水泥工業(yè)為例，其生產(chǎn)過程中必不可少的原料、燃料、混合材料，可以吃掉大量的工業(yè)廢棄物，而其中多功能復(fù)合助磨劑所發(fā)揮的作用是不可低估的。助磨劑為實(shí)現(xiàn)綠色建材、保護(hù)生態(tài)平衡的美好前景，做出了重大貢獻(xiàn)。

　　四、助磨劑在合成特種水泥中的應(yīng)用
　　硅酸鹽類通用水泥因其歷史悠久、性能可靠、價(jià)格低廉而得到廣泛應(yīng)用，已成為當(dāng)今最重要的建筑材料之一。我國水泥產(chǎn)量中95%以上是通用水泥。但這類通用水泥不適用或不完全適用于某些特種工程，如核輻射防護(hù)工程，海水侵蝕防護(hù)工程，水利電力工程，油氣田固井工程，耐高溫工程，裝飾工程和耐酸、堿工程等。為此，世界各國都在致力于研究開發(fā)具有特殊性能和特種功能的新品種水泥，即特種水泥。目前，發(fā)達(dá)工業(yè)國家特種水泥產(chǎn)量一般占水泥總產(chǎn)量的5%～10%，我國占2%左右。

　　利用合成的方法生產(chǎn)特種水泥是水泥生產(chǎn)方法的一次革命，屬于國際領(lǐng)先的高新技術(shù)。它突破了用化學(xué)成分配料、煅燒生產(chǎn)特種水泥的生產(chǎn)模式，改而代之以根據(jù)實(shí)際工程項(xiàng)目所需的特殊水泥性能，采用“基本熟料+活化混合材料+多功能復(fù)合助磨劑”的方法加以合成，不僅使特種水泥的生產(chǎn)能耗和資源消耗大為降低，而且生產(chǎn)工藝變得經(jīng)濟(jì)、快捷，可以實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，從而滿足市場的需求；同時(shí)，還可以大量利用工業(yè)廢渣，減少CO2、SO2、NOX等有害氣體的排放，真正實(shí)現(xiàn)水泥工業(yè)生產(chǎn)的生態(tài)化綠色進(jìn)程。

　　五、助磨劑在非金屬礦深加工中的應(yīng)用
????? 粉體的制備，尤其是超細(xì)粉體的制備，在現(xiàn)代材料產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。而無機(jī)非金屬材料的粉碎對能源的消耗非常大，磷礦石、滑石、石英、水鎂石、白土礦、氧化鋁、硅酸鋯等粉體材料的深加工，都離不開助磨劑的幫助。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，這一部分助磨劑的市場容量約占水泥助磨劑需求量的30%，亟待助磨劑生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)一步拓展開發(fā)。

　　實(shí)踐證明，在對無機(jī)非金屬材料進(jìn)行粉磨時(shí)，采用適當(dāng)?shù)闹┛梢蕴岣哐心ギa(chǎn)量、降低能耗。前人已對助磨劑在無機(jī)非金屬材料粉磨中的作用效果、作用機(jī)理進(jìn)行了大量的研究，但由于助磨劑的作用效果具有明顯的選擇性，因此不同種類的物料，所需要的助磨劑的種類及用量、用法等均有所不同。