水泥助磨劑

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簡(jiǎn)介

水泥助磨劑是一種化學(xué)外加劑，在水泥粉磨過(guò)程中摻入少量即可改善粉磨過(guò)程。為了提高粉磨效率，降低粉磨電耗，提高水泥粉磨細(xì)度和水泥強(qiáng)度，在不改變工廠現(xiàn)有工藝和設(shè)備條件的前提下，在粉磨過(guò)程中，添加微量或少量的助磨劑去影響粉磨作業(yè)的機(jī)械力。

水泥助磨劑是水泥產(chǎn)業(yè)鏈中的一個(gè)小產(chǎn)品，但是它在水泥行業(yè)中提產(chǎn)降耗等方面起著十分重要的作用，能為水泥企業(yè)帶來(lái)實(shí)實(shí)在在的效益。

20世紀(jì)80年代中期，我國(guó)研制成功了三個(gè)系列十多種助磨劑，分別適用于不同品種的水泥研磨。在比表面積不變的情況下，磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量提高10% ～20% ；礦化劑對(duì)熟料煅燒的產(chǎn)、質(zhì)量提高；緩凝劑對(duì)水泥品質(zhì)、性能的改善等等，已成為水泥生產(chǎn)中不可缺少的得力助手。隨著建筑工程技術(shù)水平的提高，一般混凝土已不能滿足不同施工技術(shù)條件的需要，人們已研究出能夠改變混凝土各種性能的外加劑。如：配制優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)度的混凝土、縮短施工工期加快建筑速度、滿足特殊條件下的施工要求、實(shí)現(xiàn)混凝土水平和垂直方向的泵管輸送、發(fā)展集中工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的商品混凝土等等；外加劑使混凝土的使用性能變得隨心所欲，外加劑已成為除水泥、砂、石和水之外的第五種必不可少的組成材料。水泥和混凝土外加劑專項(xiàng)研究成果及其技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義、工廠與工地的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)寫真，執(zhí)行水泥新標(biāo)準(zhǔn)后水泥企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)實(shí)踐，部分國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)選登等等，必將對(duì)我國(guó)水泥企業(yè)、水泥制品及建筑施工部門正確、規(guī)范地了解和使用外加劑，起到積極的促進(jìn)作用。

作用

1.在水泥磨機(jī)狀況不改變的條件下，可以改變磨內(nèi)物料的分散性，有效消除水泥微細(xì)顆粒的靜電吸附和包球糊磨現(xiàn)象，優(yōu)化水泥顆粒級(jí)配。

2.在保持相同的水泥強(qiáng)度等級(jí)，利用相同的水泥熟料和混合材并適當(dāng)調(diào)整其配比的條件下，添加水泥助磨劑后水泥熟料一般可以降低6-10%，同時(shí)增加混合材總量6-10%。

3.在維持原有磨機(jī)產(chǎn)量不變，提高水泥粉磨細(xì)度及比表面積使水泥強(qiáng)度3天提高20%,28天提高10%以上；或維持現(xiàn)有的水泥粉磨細(xì)度及比表面積，可以提高水泥磨機(jī)的產(chǎn)量10%以上。

水泥助磨劑還可以為水泥企業(yè)帶來(lái)的直接經(jīng)濟(jì)效益：?jiǎn)萎a(chǎn)水泥電耗，研磨體的消耗量，磨機(jī)襯板消耗量，維修費(fèi)用相應(yīng)下降，生產(chǎn)率提高，企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大，成本下降。同時(shí)水泥助磨劑的使用可以改善水泥的流動(dòng)性，提高選粉機(jī)的效率，減少水泥結(jié)庫(kù)現(xiàn)象，水泥裝卸時(shí)間和費(fèi)用均會(huì)相應(yīng)下降。

摻量

（1）使用水泥助磨劑的企業(yè)都知道，水泥助磨劑每個(gè)品種都有其最佳摻量，液體產(chǎn)品摻量一般在0.03%-0.15%，摻量范圍大，價(jià)格懸殊也大；粉體產(chǎn)品摻量一般在0.5%-1%，摻量大，價(jià)格也低。實(shí)際上，助磨劑加少了起不到好的效果，加多了助磨效果也不能增加多少，水泥企業(yè)追求的應(yīng)該性價(jià)比高的產(chǎn)品。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《通用硅酸鹽水泥》（GB175-2007）于2007年6月1日正式實(shí)施， 在這個(gè)水泥新標(biāo)準(zhǔn)中增加了“水泥生產(chǎn)中允許加入≤0.5%的助磨劑和水泥中的氯離子含量必須≤0.06%”的要求。原來(lái)粉體助磨劑的摻量在0.8-1.0%左右，假如其中的NaCl含量為30%，那助磨劑中加入的氯離子量為0.15-0.18%。即使可把摻量降到0.5%，但加到水泥中的氯離子或硫酸根離子的量是沒(méi)有變的。再外加水泥熟料及混合材中的氯離子量，水泥中的氯離子量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)水泥新標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定量。

（2）堿-骨料反應(yīng)和水泥的含堿量限制。眾所周知，水泥中的堿能與活性骨料發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生膨脹，甚至導(dǎo)致混凝土的開(kāi)裂和破壞。因此，在許多重大工程中，限制所用水泥中的含堿量要小于0.6%。粉體助磨劑的摻量在0.8-1.0%左右，假如其中的NaCl含量為30%，那助磨劑中加入的Na2O量為0.16-0.20%，如其中還含30%的Na2SO4，則進(jìn)一步增加0.10-0.13%的Na2O，這對(duì)低堿水泥的堿含量限制和潛在堿-骨料反應(yīng)的發(fā)生會(huì)有很大的影響。美國(guó)在在建設(shè)高峰時(shí)期也沒(méi)有太多關(guān)注堿-骨料， 結(jié)果在八、九十年代時(shí)，全國(guó)發(fā)現(xiàn)了大量的因堿-骨料反應(yīng)而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)破壞的案例，現(xiàn)在大家是“見(jiàn)堿變色”。許多調(diào)查研究結(jié)果表明，我國(guó)許多地區(qū)的骨料是堿活性的，而且也已發(fā)現(xiàn)有許多因堿-骨料反應(yīng)而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)破壞的案例。因而在水泥中添加Na₂SO₄需要考慮潛在的后果。

（3）泛堿現(xiàn)象及混凝土強(qiáng)度倒縮

在水泥中添加硫酸鈉有時(shí)能引起泛堿現(xiàn)象，摻量高時(shí)還能導(dǎo)致28天及以后齡期強(qiáng)度的倒縮盡管水泥混凝土中對(duì)硫酸鈉沒(méi)有直接的規(guī)定，但許多國(guó)家、地區(qū)或工程項(xiàng)目對(duì)堿是有嚴(yán)格規(guī)定的。硫酸鈉對(duì)混凝土性能的影響會(huì)是多方面的。

種類型號(hào)

水泥助磨劑的種類

（1）ZM系列助磨劑（義烏安寶公司）采用聚合多元醇，替代50% 三乙醇胺，復(fù)配后助磨和增強(qiáng)效果俱佳，成本大幅度降低。

（2）XK系列聚合多元醇、助磨劑母液、大摻量石灰石助磨劑、礦粉助磨劑等（山東臨沂雙凱助磨劑研發(fā)有限公司）

（3）CBA1110 水泥添加劑（格雷斯公司）：CBA1110 水泥添加劑中含有一種極微量成分CB110，它能催化C4AF的水化反應(yīng)，并形成一種可溶的化合物，促使這種水化物離開(kāi)水泥顆粒表面，從而有助于被C4AF相包圍的硅酸鈣相的水化反應(yīng)。CB110 與鐵構(gòu)成的可溶化合物在水溶液中離開(kāi)水泥顆粒表面，然后與B110分離，自由的CB110分子重新回到水泥顆粒表面，與C4AF水化物中的鐵進(jìn)一步結(jié)合。因此，只要有未水化的C4AF相和水存在，CB110將會(huì)一直促進(jìn)水泥的水化反應(yīng)，使水泥大顆粒水化更加完全，使水泥強(qiáng)度完全發(fā)揮。

（4）TM助磨劑（華南理工大學(xué)）：主要由三種物質(zhì)組成：A為助磨效果較好的鈉鹽，B為非離子表面活性劑, C為具有助磨增強(qiáng)作用的鹽類。三者按一定比例復(fù)合而成，濃度為 40%，PH=8～9，密度為1.14g/cm3

（5）CSA大摻量石灰石復(fù)合水泥助磨劑（北京中博聚合科技有限公司）：引入大幅度提高后期強(qiáng)度的特種有機(jī)物質(zhì)，改善添加大量石灰石后復(fù)合水泥的綜合性能，大大降低了水泥生產(chǎn)的成本，目前石灰石最大摻量可以做到35%。

（6）新疆天山水泥股份公司使用：CGA型助磨劑

（7）AS水泥助磨劑（中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院）：三乙醇胺與減水劑（改性木質(zhì)素衍生物）復(fù)合，以無(wú)機(jī)礦物為載體的新型復(fù)合助磨劑。

（8）TM水泥助磨劑（華南理工大學(xué)）：主要由三種物質(zhì)組成：A—鈉鹽，助磨效果較好；B—非離子表面活性劑；C—鹽類，具有助磨增強(qiáng)作用。TM由A、B、C按一定比例復(fù)合而成，濃度為40%，密度：1.14g/cm3。

（9）LT2003助磨劑（華南理工大學(xué)）：表面活性劑A、B、工業(yè)廢液C、酸、堿以一定比例和程序配制而成，濃度40%，PH=8，密度：1.12g/cm3。

（10）Mighty LF系列助磨劑該產(chǎn)品來(lái)源于椰油和棕櫚油，是天然脂肪醇的衍生物，不含損害水泥耐久性的氯鹽，不含對(duì)人體和環(huán)境有害的胺類和醛類成分。有效改善水泥的比表面積，細(xì)度和顆粒分布，促進(jìn)水泥中鐵鹽類難以水化的礦物組分的水化，提高水泥各個(gè)齡期的強(qiáng)度。

（11）DF型助磨劑（中國(guó)建材研究院、美國(guó)希普公司）

（12）BD9911系列高效水泥助磨劑（天津水泥設(shè)計(jì)研究院必爾得公司）

（13）CD88系列助磨劑（洛陽(yáng)萬(wàn)順建材公司）：主要由煤的提取物、植物油及醇胺等十多種材料經(jīng)乳化復(fù)合而成。

粉體

粉體助磨劑一般使用的主要原料由：三乙醇胺（助磨）、工業(yè)鹽（導(dǎo)致氯離子超標(biāo)）、硭硝、元明粉（易結(jié)晶），以粉煤灰作為載體攪拌混合均勻生產(chǎn)而成，一般粉體助磨劑往往很少添加助磨成分，粉體助磨劑的最大弱點(diǎn)：后期強(qiáng)度不好和助磨效果不夠理想，可以通過(guò)增加少量三乙醇胺或者中博聚合多元醇改善粉體助磨劑的助磨效果。

液體

液體水泥助磨劑原料：三乙醇胺、液體助磨劑母液、聚合醇胺、聚合多元醇、三異丙醇胺、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、糖醚（也稱為糖蜜、桔水，用于調(diào)色或改善水泥和易性/調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間，有增強(qiáng)效果）、醋酸鈉（也成為乙酸鈉）、十二烷基苯（提高流速）、硫酸鋁、氯化鈣和硫酸鈉等。

近年來(lái)還出現(xiàn)了高分子合成助磨劑，主要是聚羧酸系為主，但是聚羧酸系助磨劑和萘系混凝土外加劑不相容性制約了他的發(fā)展，還有三乙醇胺改性的高分子合成系列水泥助磨劑，助磨劑產(chǎn)品的最終一步都需要復(fù)配工藝完成。

發(fā)展前景

編輯

助磨劑配方不是一勞永逸的配方，需要經(jīng)過(guò)科學(xué)試驗(yàn)，針對(duì)不同熟料和混合材做對(duì)比試驗(yàn)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)才行。水泥新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施為助磨劑行業(yè)的轉(zhuǎn)型打入了強(qiáng)心針，粉體助磨劑向液體助磨劑的轉(zhuǎn)型勢(shì)在必行。液體助磨劑的技術(shù)發(fā)展比較迅速，近期各高校和部分助磨劑企業(yè)在開(kāi)發(fā)新型助磨劑，有的是高分子合成的助磨劑，助磨劑行業(yè)將迎來(lái)欣欣向榮的大好局面。

2007年中國(guó)水泥協(xié)會(huì)成立了水泥助磨劑分會(huì)，標(biāo)志著中國(guó)水泥助磨劑行業(yè)的發(fā)展駛?cè)肓艘?guī)范發(fā)展的快車道！

目前，水泥集團(tuán)紛紛自建水泥助磨劑項(xiàng)目，自產(chǎn)自用的新型助磨劑生產(chǎn)模式正在形成，北京中博聚合科技有限公司與南京工業(yè)大學(xué)的第三代水泥助磨劑技術(shù)產(chǎn)學(xué)研推廣項(xiàng)目在水泥企業(yè)集團(tuán)中得到了廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益。水泥企業(yè)自產(chǎn)助磨劑將成為新形勢(shì)下助磨劑行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

生產(chǎn)配方

編輯

1、1%粉體水泥助磨劑：

粉體助磨劑母液3%、工業(yè)鹽5%、生石灰粉15%、載體77%

2、0.5%粉體水泥助磨劑：

粉體助磨劑母液5-6%、工業(yè)鹽15%、生石灰粉25%、載體64-65%

3、0.1%液體水泥助磨劑：

(1)、液體助磨劑母液%、無(wú)水氯化鈣%、水%

(2)、液體助磨劑母液20%、無(wú)水氯化鈣%、白糖%、水60%

(3)、液體助磨劑母液%、無(wú)水氯化鈣%、硝酸鈣%、糖蜜%，余量為水

生產(chǎn)工藝

編輯

小型水泥廠現(xiàn)場(chǎng)攪拌直接使用，流程如下：

可以選擇化工用噸桶來(lái)作為助磨劑的攪拌容器和使用容器，按照一只噸罐存放一噸助磨劑設(shè)計(jì)。然后實(shí)際測(cè)量一下水應(yīng)該在每只噸罐中的位置，并在每只罐上進(jìn)行標(biāo)注，以便每次生產(chǎn)助磨劑時(shí)無(wú)需計(jì)量，按標(biāo)記加入水即可。原料加入順序是，先按生產(chǎn)比例將水加入到噸罐中，然后放入助磨劑母液。加入后，用一只鋼管人工攪拌一下，以便讓罐中的液體快速溶解。（建議：助磨劑應(yīng)在磨頭旁生產(chǎn)，以便生產(chǎn)完成后無(wú)需搬運(yùn)直接使用。）

大中型水泥廠及助磨劑生產(chǎn)企業(yè)設(shè)立工廠加工生產(chǎn)，流程如下：

A- 水

B- 助磨劑母液 →依序按比例加入攪拌桶攪拌，攪拌分鐘即可。→高效液體助磨劑→包裝→成品