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水泥助磨剂由哪些原料复配而成?

作者:马清浩来源:水泥混凝土外加剂550问 浏览次数: 日期:2012-08-07

一、三乙醇胺、乙二醇类

三乙醇胺及乙二醇属于非离子型表面活性剂。三乙醇胺、乙二醇均含有极性很强的羟基(—OH),从结构可知都是极性很强的表面活性剂。

原四川水泥研究所对水泥助磨剂进行了一系列的研究试验,并经过工厂的试验和使用,得出结论:三乙醇胺、三乙醇胺、乙二醇、多缩乙二醇是较有效的水泥磨助磨剂,可以较大幅度地提高磨机产量。就水泥品种而言,纯熟料水泥增产效果最好,可达20%~30%,普通水泥能增产10% ~15%。

目前,使用较多的水泥助磨剂是三乙醇胺、多缩乙二醇,但三乙醇胺、多缩乙二醇有价格过高、来源短缺的缺点。

二、木质素磺酸盐

木质素磺酸盐包括钙、镁及胺盐。木质素磺酸盐具有芳基核,由丙烷基连结成非极性的长链,链上含有极性的官能团,如磺酸基、甲氧基、羟基及羰基等。这种结构使得它具有偶极性,呈现出表面活性,是一种强的表面活性剂。

其作用机理是削弱颗粒的强度和阻止颗粒聚结,两者都牵涉到降低颗粒表面的自由能,因此,助磨剂的功效归根结底必然反映在其吸附活性上。在磨机内的环境中,吸附在水泥熟料颗粒表面上的木质素磺酸盐分子的活性部分(磺酸基等)与颗粒表面接触,憎水基团则伸向大气。由于木质素磺酸盐是分子量高达几百到几百万的物质,在颗粒上的吸附属高分子吸附。由于水泥颗粒表面不可能是光滑表面的,且具有裂纹,因而木质素聚合度较低时,有利于吸附。木质素磺酸盐在水泥颗粒上的吸附量随着阳离子的价数而变化。当阳离子的价数相同时,吸附能力无大差别。作为助磨剂使用的木质素磺酸盐,镁盐和钙盐比铵盐好。

三、三乙醇胺

由山东省济南市建筑材料设计研究院研制的AF复合水泥助磨剂,是由三乙醇胺(JA) 和氧化剂还原后的无机盐类工业废液(JF) 等复合而成的。它的特点在于既是助磨剂又是活性激发剂。助磨效果较好,使水泥磨产量提高12%以上,且可以激发矿渣活性,提高矿渣水泥中矿渣的掺量,并能提高水泥的早期强度,使后期强度得到改善。其助磨效果与复合成分的含量有关,在复合成分中JF占50%~60%,JA占40%~50%时效果最好,且影响助磨效果的决定因素是JA的添加量,JF等只是起辅助作用。使用AF复合水泥助磨剂能基本保证水泥的质量,还能提高水泥中矿渣的掺量,使水泥中可以掺加50%的矿渣,AF复合水泥助磨剂不仅能对矿渣水泥同样起到助磨效果,而且还改善了水泥的后期强度,避免了单独使用二乙醇胺而导致后期强度的下降,因此说AF复合水泥助磨剂更适合于生产矿渣水泥。

四、木质素

华南理工大学芦迪芬、魏诗榴研究了一种木质素型复合水泥助磨剂。该助磨剂由三种工业废料及副产品复合而成,其主要成分是木质素磺酸盐,另配以少量有机化工产品TW 及GL。TW 及GL都是非离子型表面活性剂。

西南工学院苏光兰、张天石、徐彬等研究应用工业废料开发了复合工业助磨剂新品种,该工业废料基复合助磨剂,其有效助磨成分是木质素磺酸盐。

许日昌等研究了代号为CMD的复合助磨剂。该复合助磨剂主要由椰子油系列和木质素磺酸钙及少量的外加剂复合而成,其中,椰子油系列是有机化工产品,是一种强的非离子表面活性剂,在粉磨中其助磨效果较为显著。

此类复合水泥助磨剂均将多种有效助磨成分配合在一起,在粉磨过程中发挥各自的助磨功效,因此,能显著降低筛余细度,增加水泥比表面积;提高了物料的流动性,减少颗粒间粘附力和团聚作用,防止颗粒再度聚结,从而抑制粉磨逆过程的进行;同时能更有效地激发物料各组分中的潜在活性,获得较高的水泥强度。

木质素型复合水泥助磨剂的主要成分木质素磺酸盐来自纸浆废液,价格低廉,是一种具有经济效益和社会效益的助磨剂。

五、滑石或糖蜜类

由中国建筑材料科学研究总院研究了一种用滑石或糖蜜制成的水泥助磨剂,滑石掺量为水泥熟料的0.1%~1.0%,糖蜜掺量为水泥熟料的0.01%~0.1%;滑石为天然矿物,糖蜜为制糖废液,以上两种物质价格低廉,货源充足,用其作助磨剂不仅具有节电效果,而且水泥各龄期强度均有提高,糖蜜作矿渣水泥助磨剂,解决了矿渣水泥助磨的问题。

六、膨胀珍珠岩

该水泥助磨剂由膨胀珍珠岩、萘磺酸铜甲醛缩合物、丙三醇、硫酸铝钾经磨细后混合而成。膨胀珍珠岩矿物组成有:石英、新生莫来石、微粒等,膨胀珍珠岩超细微粒作载体均化各有效组分,并与水泥中氢氧化钙发生反应,提高了水泥石的密实度,使早期和后期强度得到增长;萘磺酸铜甲醛缩合物是离子型高分子化合物;丙三醇是非离子型高分子化合物;另外加激发剂(如硫酸铝钾),激发剂能提高水泥的早期和后期强度。

该水泥助磨剂具有三个显著的特点:助磨作用、增强作用和安定剂作用。通过对水泥厂应用该助磨剂前后生产情况及水泥物理性能进行了对比,表明该助磨剂可提高粉磨效率,提高磨机产量13%,同时水泥各项性能指标有较大幅度的增长,可增加混合材掺量,减少熟料用量。

七、多配方、多性能、高效复合水泥助磨剂

近几年,国内有研究单位已将重点放在了多配方、多性能、高效复合助磨剂的研究开发上,从情报资料及水泥厂的生产应用数据来看,取得了较好的研究成果。如中国建筑材料科学研究总院研究的水泥复合助磨剂、林哲山申请的水泥分散剂、合肥水泥研究设计院研究开发的HH-99水泥分散剂、洛阳万顺建材有限公司生产的CD-88系列水泥助磨剂等。

此类水泥助磨剂的研究不仅将多种有效助磨成分配合在一起,还在充分研究磨机的型号、规格和结构,熟料成分,混合材种类,成品水泥的各种物理及化学性能等的情况下,配入其他有效成分。因此,此类助磨剂不仅能发挥最佳助磨效果,而且能显著改善水泥的物理和化学性能,另外,还具有适应性强的特点。

合肥水泥设计研究院研究开发的HH-99系列水泥分散剂是采用新型合成方法制成的界面活性剂,其原料主要为多种有效助磨物质,还包括少量的早强剂、防冻剂、减水剂、起泡剂等,具体配制以提高粉磨效率、改善产品的物理化学性能和用户的特殊要求为指导原则。

该分散剂主要性能特点为:

(1)产品呈棕色,无毒无味;常温下,比重为1.125~1.130kg/cm;阻燃防腐,对设备钢筋等无任何腐蚀作用;对环境无污染,对人体无危害。

(2)提高粉磨细度(即降低筛余、提高比表面积),提高水泥早期强度3~5MPa,后期强度也有不同程度的提高。

(3)提高水泥磨机台时产量15%~25%,节约电耗。

(4)提高水泥的耐冻性1.5倍,提高水泥的防水性。

(5)水泥的分散性及流动性好,可延长贮存期,且可以减少装卸时耗。

(6)减少机械设备维修,降低研磨体消耗,降低设备磨损等。

该分散剂还具有适应性强、性能稳定、助磨剂用量少(用量为100~120g/t水泥) 等显著特点。

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