不同类型水泥助磨剂的特性及其对水泥性能的影响分析

2020-05-13李宪标

四川水泥 2020年2期

李宪标

（天山水泥有限公司，江苏无锡 214161）

0 引言

2011 年，国家正式颁布了水泥助磨剂的技术标准，水泥生产工艺中采用水泥助磨剂成为水泥生产企业实现节能减排环保目标的重要途径。水泥助磨剂的应用优势源于将有机高分子合成技术、水泥生产技术以及水泥混凝土外加剂技术有效融合起来，发挥出多项综合技术的协同效能，从而为企业提高效益，节能降耗，环保管理提供了高效可行的路径。

1 水泥助磨剂类型及应用概况

水泥助磨剂的类型主要包括高分子型、复配型、合成型。高分子型是主流的水泥助磨剂，其作用机理是利用助磨剂表面的活性分散基团实现对水泥颗粒的粉磨分散以及水化诱导作用。复配型助磨剂又分为有机复配型和无机复配型，多元醇、醇胺类、聚羧酸盐等属于有机复配型助磨剂，氯盐、硅酸盐、硫酸盐及硬脂酸盐等属于无机复配型助磨剂。复配型助磨剂不是单体简单的混合，而是通过组配发挥出多种单体的协同作用，改善水泥性能。合成型助磨剂是采用合成工艺将一些含有羟基的化合物按一定的配比进行酯化或醚化反应。目前，合成型助磨剂在生产工艺中已经能够部分或全部替代三乙醇胺物质，使生产成本大大降低。水泥助磨剂既可以应用于正常生产过程中，还可以应用于水泥生产物料配比优化过程中，另外，在水泥生产工艺条件和工艺参数优化过程中也能够通过水泥助磨剂来实现较好的效果。

2 不同水泥助磨剂的小磨试验

本文中的水泥助磨剂使用的是ZK-A 型、ZK-B 型以及ZK-C 型助磨剂，其中ZK-A 型、ZK-B 型为合成型助磨剂，ZK-C 型为高分子型助磨剂。除了上述三种助磨剂以外，试验材料还包括甘油、三乙醇胺。水泥物料配比如下：80%的水泥熟料+10%的粉煤灰+5%的矿渣+5%的天然石膏。采用标准小磨对质量为3kg 的水泥粉磨25min，出磨时间为5min，掺入0.03%的助磨剂量。根据国家标准规范依次进行水泥细度检测；水泥比表面积测定；水泥胶砂强度检验；水泥颗粒级配测定；水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验。通过上述检测试验结果分析三种类型的水泥助磨剂对水泥性能的影响。试验检测的结果如下：

不同助磨剂条件下水泥的筛余和比表面积对象 ZK-A 型 ZK-B 型 ZK-C 型甘油三乙醇胺空白 45μm 筛余(%) 7.6 9.6 8.7 6.7 7.8 13.4 比表面积（m2/kg） 417.78 430.09 430.86 435.26 416.26 417.59

不同助磨剂条件下水泥性能检测第3 天强度（MPa）第28 天强度（MPa）凝结时间（min）试验对象抗折性抗压性抗折性抗压性初凝时间终凝时间标准稠度用水量（%）安定性 ZK-A 型 6.54 28.66 8.71 53.49 142 193 28.50 ZK-B 型 6.21 26.26 8.46 48.16 150 200 28.32 ZK-C 型 5.51 22.89 7.91 46.68 152 197 27.95 甘油 5.74 25.61 8.91 48.18 152 204 28.32 均合格三乙醇胺 6.14 26.26 8.46 48.16 150 200 28.32 空白 5.51 22.89 7.91 46.68 152 197 27.95

不同助磨剂条件下水泥粒度分布情况对象 ZK-A 型 ZK-B 型 ZK-C 型甘油三乙醇胺空白＜3μm 3.86 4.99 4.82 4.58 3.63 4.82 3-32μm 63.29 62.15 62.77 62.34 59.65 57.59 32-65μm 30.96 31.41 31.30 31.64 32.47 33.58 ≥65μm 1.53 1.10 0.75 1.08 3.88 3.65 ≥80μm 0.08 0.02 0.01 0.03 0.83 0.54

上述试验检测结果表明，ZK-A 型、ZK-B 型、ZK-C 型助磨剂的应用效果优于三乙醇胺，表现为水泥流动性增强，颗粒级配更优，其中ZK-A 型助磨剂在3-32 μm 粒度范围内显著分布，明显高于三乙醇胺在粒度范围内的分布。掺入ZK-A型、ZK-B 型、ZK-C 型助磨剂的水泥表现出良好的水泥胶砂强度，优于三乙醇胺，但ZK-C 型比ZK-A 型、ZK-B 型助磨剂的表现稍逊。

3 复配型和合成型水泥助磨剂的大磨对比试验

将ZK-A 型、ZK-B 型、ZK-C 型助磨剂与传统复配助磨剂进行对比试验。复配助磨剂和合成型助磨剂的掺入量均为0.1%，然后测量水泥筛余和比表面积，检测水泥强度和粒度分布情况。检测结果表明：水泥在第三天的抗折强度和抗压强度明显优于传统复配检测表现；合成型助磨剂对水泥粒度分布也表现出明显改善效果，其中合成型助磨剂的掺入使3-32μm 粒度范围内的分布率提高了11.20%，使≥65μm 粒度范围内的分布率降低了15.33%，提高了水泥胶砂强度。