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，在水泥粉磨過程中摻入少量即可改善粉磨過程。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