几种单体助磨剂对水泥性能的影响
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中图分类号：TV42+1文献标识码： A 文章编号：
摘 要： 对四种单体水泥助磨剂进行了助磨效果和对水泥常规物理性能影响的研究。试验表明，这几种单体助磨剂都有较好的助磨效果又能改善水泥的部分性能，尤其能改善水泥的颗粒分布，具有明显提高水泥强度的作用。助磨效果以三乙醇胺和三异丙醇胺最好，对28d强度增进最明显的是三异丙醇胺。几种单体助磨剂对凝结时间基本没有影响，但是对水泥胶砂干缩有不同程度的不利影响。
关键词： 助磨剂；助磨效果；水泥性能
Abstract：Grinding effect and effect of cement property on four monomer cement grinding aids were studied. Tests showed that these types of monomers grinding aids have a good grinding effect of cement and also can improve some of the performance, In particular, they all can improve the particle size distribution of cement, then markedly improved the impressive strength of cement. Triethanolamine and triisopropanolamine have better grinding effect, and triisopropanolamine promote the most obvious impressive strength of the 28d . Grinding Aids on the setting time of several monomer had no effect, but shrinkage of cement mortar have an adverse effect.
Key words：cement grinding aids；grinding effect；cement property
中图分类号：TQ 172.4+63
在美国和日本，95%以上的水泥厂使用水泥助磨剂，而在我国，其使用率不到30%。虽然关于水泥助磨剂作用机理的研究还不够深入，使用中存在很多问题有待解决，但水泥助磨剂的作用已被公认，其使用也越来越受到广泛的重视，水泥助磨剂具有广阔的应用前景。生产实践表明，同一助磨剂对不同水泥的助磨作用差异很大，而不同助磨剂对同一水泥的助磨作用也不尽相同。为此，选择了几种不同单体助磨剂对普通硅酸盐水泥进行了一系列的试验研究，以寻求相关的使用规律，为正确使用助磨剂、助磨剂的开发研究提供可靠的依据。
1.试验
1.1 主要原料
熟料：化学成分及矿物质量组成见表1
助磨剂：乙二醇(EG)、三乙醇胺(TEA)、三异丙醇胺(TIPA)、木质素磺酸钙（化学分析纯）
二水石膏
1.2 试验依据和方法
配料5kg，其组成为熟料95%，石膏5%.将水泥熟料和石膏破碎至小于7mm大于1mm后入磨，助磨剂配成一定的浓度在入磨前滴加。粉磨设备为φ500mm×500mm试验磨，掺与不掺助磨剂粉磨时间相同，均为26min。粉磨后进行粉体特性测试和水泥性能测试。水泥比表面积参照GB8074，水泥标准稠度用水量、凝结时间测定依据GB 1346，水泥胶砂强度试验依据GB 17671，水泥胶砂干缩依据 JC/T 603，水泥粒度分布用激光粒度分析仪测定。
2. 试验结果及分析
为了对水泥助磨剂的使用有一个更加直观的认识，对水泥助磨剂的几种不同掺量分别进行了系统的研究。
2.1 助磨剂的助磨效果试验结果及分析
2.1.1 助磨剂对比表面积的影响
由于细度只表示了粗颗粒的含量，而细颗粒的含量及各粒径颗粒的比例均不得而知。因而不能完全用细度表示助磨剂的助磨效果。勃氏比表面积虽然较细度有所进步，但仍然不是一个精确的指标，不能反映水泥分散度的全部指标。具有相同的比表面积，可能具有大的平均粒径和宽的粒径分布，也可能具有小的平均粒径和窄的粒度分布[1]。所以，对水泥助磨剂的效果以细度和比表面积只能进行粗略比较，深入详细的比较应以水泥的粒度分析为准。本文采用勃氏比表面积和颗粒分布来讨论助磨的助磨效果。助磨剂的助磨效果见表2
由表2可以看出，各种助磨剂的助磨效果有差别。乙二醇和三异丙醇胺的助磨效果最好，三乙醇胺次之，木质素磺酸钙的助磨效果不是很明显。随着助磨剂掺量的增加，比表面积增加值增长幅度减缓，可见并不是掺量越多助磨效果越好。不同水泥助磨剂都有一个最佳掺量。
2.1.2助磨剂对水泥颗粒分布的影响.
为更好的研究助磨剂对水泥粉磨的影响，将各单体助磨剂中效果最好的组份通过激光粒度分析仪测量水泥颗粒的粒径分布。测试结果见表3。
从表3可以得知：掺入助磨剂后，水泥颗粒的组成及粒度分布发生了变化。在掺入助磨剂后，细颗粒含量增加。细颗粒的增加主要体现在对水泥强度起主要作用的3-32范围内的颗粒增加，尤其是TEA和TIPA增加的最为明显，EG和木钙的增加趋势有所降低，加入助磨剂后改变了颗粒分布，细颗粒含量增加，导致加入助磨剂后平均粒径也有所降低。
2.2 助磨剂对水泥物理性能的影响试验结果及分析
为对水泥助磨剂的使用有一个更直观的认识，对水泥助磨剂的四种不同掺量分别进行了系统的研究。试验结果见表4和表5。
2.2.1对水泥凝结时间的影响
助磨剂对水泥凝结时间的影响不一。乙二醇使凝结时间略微延缓；三乙醇胺对初凝时间基本没有影响，对终凝时间则随着掺量的增大而稍微延长；三异丙醇胺则随着掺量增加缩短了水泥的凝结时间；木质素磺酸钙则对水泥具有缓凝作用。
2.2.2对水泥标准稠度需水量和胶砂流动度的影响
乙二醇在掺量较小的时候，水泥标准稠度用水量稍微有增加，但当掺量增大时，水泥标准稠度用水量反而减小。三乙醇胺和三异丙醇胺增大了水泥标准稠度用水量，并随着掺量的增加标准稠度用水量也增大。木质素磺酸钙的加入对水泥标准稠度用水量的影响不大，有小幅度降低，这是因为木钙本身有减水作用。
水泥胶砂流动度和水泥标准稠度用水量有较好的对应关系。乙二醇在低掺量时降低了水泥胶砂流动度，但随着掺量的增大反而增大了水泥的胶砂流动度；三乙醇胺和三异丙醇胺降低了水泥胶砂流动度，并随着掺量的增大而降低，但掺量增大到一定程度，胶砂流动度的降低程度变化不明显。木钙则随着掺量的增大而水泥的胶砂流动度增大。
2.2.3 对水泥安定性的影响
本实验所用的助磨剂没有对水泥的安定性造成不良的影响，安定性均合格。
2.2.4对水泥胶砂强度的影响
由表5可以看出：掺加助磨剂后水泥的强度均有不同程度的提高。与空白水泥相比，水泥3d抗折强度都有较小的增长(0.1~0.7MPa)，对助磨剂的掺量不太敏感，其中三异丙醇胺的影响较大些；水泥3d抗压强度均有增长(0.26~5.6MPa),增幅最大的是三异丙醇胺，乙二醇和三乙醇胺次之。