水泥助磨剂简介在水泥熟料的粉磨过程中,加入少量的外加物质(液体或固体的物质),能够显著提高粉磨效率或降低能耗,而又不损害水泥性能的这种化学添加剂外加物质通称为:水泥助磨剂。
水泥助磨剂是一种改善水泥粉磨效果和性能的化学添加剂,可以显著提高水泥台时产量、各龄期水泥强度,改善其流动性。
水泥助磨剂能大幅度降低粉磨过程中形成的静电吸附包球现象,并可以降低粉磨过程中形成的超细颗粒的再次聚结趋势。
水泥助磨剂也能显著改善水泥流动性,提高磨机的研磨效果和选粉机的选粉效率,从而降低粉磨能耗。
使用助磨剂生产的水泥具有较低的压实聚结趋势,从而有利于水泥的装卸,并可减少水泥库的挂壁现象。
作为一种化学添加剂,助磨剂能改善水泥颗粒分布并激发水化动力,从而提高水泥早期强度和后期强度。
水泥助磨剂常见形态常见水泥助磨剂有液体和粉体(固体)两种,都能显著地提高磨机产量,或提高产品质量,或降低粉磨电耗。
在湿法粉磨过程中的水泥助磨剂又称之为:分散剂。
水泥助磨剂组成按化学结构分类,水泥助磨剂可以分为三种:聚合有机盐助磨剂、聚合无机盐助磨剂和复合化合物助磨剂。
目前使用的水泥助磨剂产品大都属于有机物表面活性物质。
由于单组分助磨剂价格较高,使用效果也不十分理想,近年来,复合化合物助磨剂应用较为广泛。
粉体(固体)水泥助磨剂组分粉体(固体)水泥助磨剂的组分常有:元明粉、工业盐、粉煤灰、三乙醇胺、粉体助磨剂母液等。
液体水泥助磨剂组分液体水泥助磨剂的组分常有:液体助磨剂母液、三乙醇胺、聚合多元醇、聚合醇胺、三异丙醇胺、乙二醇、丙二醇、丙三醇、脂肪酸钠、氯化钙、氯化钠、醋酸钠、硫酸铝、甲酸钙、木钙、木钠等。
水泥助磨剂原理第一种说法是:助磨剂分子在颗粒上的吸附降低了颗粒表面能或引起近表面层晶体的错位迁移,产生点或者线的缺陷,从而降低颗粒的强度和硬度,促进裂纹的产生和扩展。
第二种说法是:助磨剂通过调节矿料的流度学性质和颗粒的表面电性,降低矿料的黏度,促进颗粒的分散,从而提高矿料的可流动性,阻止颗粒在研磨介质及磨机衬板上的粘附以及颗粒之间的团聚。
水泥助磨剂的生产配方1、1%粉体水泥助磨剂:粉体助磨剂母液3%、工业盐5%、生石灰粉15%、载体77%2、0.5%粉体水泥助磨剂:粉体助磨剂母液5-6%、工业盐15%、生石灰粉25%、载体64-65%3、0.1%液体水泥助磨剂:(1)、液体助磨剂母液20%、无水氯化钙25%、水55%(2)、液体助磨剂母液20%、无水氯化钙15%、白糖5%、水60%物理性质无色或棕色液体体,微有氨的气味,能与水、甲醇和丙酮混溶,相对密度1.10助磨剂母液生产的助磨剂性能指标采用助磨剂母液生产的水泥助磨剂能够提高水泥的早期及中后期强度,平均提高水泥强度2.5-6MPa,降低水泥熟料使用量5-12%,提高水泥生产10-20%,且产品符合JC/T667-2004标准的要求。
水泥助磨剂质量要求水泥助磨剂的质量,应当满足建材行业标准JC/T667-2004的要求。
国家标准《通用硅酸盐水泥》中规定,水泥粉磨时允许加入助磨剂,其加入量应不超过水泥质量的0.5%;新的国家标准中还增加了氯离子限量的要求,即:水泥中氯离子含量应不大于0.06%。
使用方法助磨剂母液主要分为液体助磨剂母液和粉体助磨剂母液两大类。
主要却别于生产粉体助磨剂及液体助磨剂使用。
当生产粉体水泥助磨剂时采用粉体助磨剂母液、生石灰粉、工业盐及载体(石粉、矿渣、粉煤灰等)按照一定的比例搅拌均匀而成。
当生产液体助磨剂时采用液体助磨剂母液、无水氯化钙及水,按照一定比例,先放置水,然后无水氯化钙,等完全溶解后再放置助磨剂母液即可。
储存方法密封储存于阴凉、通风的场所。
应与氧化剂、酸类分开存放。
助磨剂母液详细分类粉体助磨剂母液:主要生产1%及0.5%无氯及低氯离子粉体水泥助磨剂。
液体助磨剂母液:主要生产0.1%液体水泥助磨剂。
慕湖产品——1063 ZM-1型水泥助磨剂执行标准《水泥助磨剂》Grinding aids for use in the manufacture of cement JC/T 667-2004助磨剂grinding aid[ 粉磨] 工艺外加剂Processing addition在水泥粉磨时加入的起助磨作用而又不损害水泥性能的外加剂,其加入量应不超过水泥质量1% 。
比对水泥reference cement不掺助磨剂的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、石灰石硅酸盐水泥以及指定采用本标准的其他品种水泥。
比对混凝土reference concreteJC/T 667-2004按照本标准规定,不掺助磨剂水泥配制的混凝土。
助磨剂对增加水泥强度、提高水泥产量、改善水泥性能、加快水泥安定性周转、降低熟料用量、加大废渣等混合材掺加量、节约资源、降低能耗具有显著效果。
使用该产品,可使水泥生产企业在不增加设备投资,不改变生产工艺的情况下,达到提高产量、提高质量、降低成本、增加效益的目的,既符合发展循环经济,实现可持续发展的产业政策,也符合建设节约型社会和构建和谐生态环境的总体要求。
一、作用机理在水泥粉磨过程中,随着颗粒被不断粉碎和颗粒拉裂面的生成,颗粒表面出现不饱和的价键并带有正或负电荷的结构单元,使颗粒处于亚稳定的高能状态。
在条件合适时,断裂面重新黏合或者颗粒与颗粒再聚合起来,结成为大颗粒。
因此,粉碎过程是一种可逆反应。
掺入适量的助磨剂,则助磨剂吸附在物料颗粒表面上,使断裂面上的键价饱和,颗粒之间的附聚力得到屏蔽,使其荷电性质趋于平衡,从而避免了细颗粒的再聚合和细颗粒的黏球、挂壁现象。
另外,在水泥粉碎过程中,助磨剂的分子进入到水泥颗粒的裂缝中,靠其表面活性作用帮助裂缝扩展,并防止裂缝在外力打击下重新愈合,从而提高水泥粉磨效果。
二、使用方法:将助磨剂按水泥质量的0.8~1.2%比例掺入,混合材的掺加量提高7~15%,按常规入磨,进行粉磨即可。
三、使用效果对比1、提高水泥磨机台时产量5%~10%。
2、在同样条件下,未加助磨剂配比为:70%熟料+30%混合材;加助磨剂配比为:64%熟料+35%混合材+1%助磨剂。
检测结果如下表:编号比表面积㎡/㎏凝结时间3d强度28d强度初凝终凝抗折抗压抗折抗压未掺加343.3 3:43 6:30 3.9 17.6 7.0 37.2ZMⅠ363.6 3:30 5:45 4.1 21.0 7.4 41.3四、应用前的准备工作为了发挥助磨剂的作用和达到使用助磨剂的目的,我们必须确保有效、合理地做到以下几个环节的控制:(1)首先对试验做好充分的准备工作,各部门既要分工明确、各负其责,又要做到共同协商,积极配合。
(2)选择与确定好水泥助磨剂合理的添加点、添加方式和添加量。
要有效地使用水泥助磨剂,应注意三个方面:一是对助磨剂添加点的选择。
一般水泥助磨剂按要求滴加在接近磨机入料口的熟料皮带机上,与熟料一同入磨。
如果熟料温度大于100℃,亦可滴在混合材上。
二是对助磨剂添加量的控制。
在水泥粉磨前添加助磨剂,必须配备一定仪器及设备,如:液体计量泵1台,量筒1只,秒表1只。
量筒是用来称量助磨剂加入量,秒表是用来衡量一定时间加入到水泥磨机中的助磨剂量,液体计量泵是用来控制与确保水泥助磨剂能够被均匀、准确地添加到磨机中去。
通过对三者合理运用,才能控制好在水泥粉磨过程中粉磨吨水泥产品所需要添加的、适当的助磨剂量。
三是对助磨剂掺加量的计算。
水泥类型助磨剂质量改进剂砌筑水泥添加剂硅酸盐水泥■■混合水泥■■砌筑水泥■■灰浆水泥■■白水泥■■应用性能提高产量●●减少结块●降低需水量●节省电耗●●增加水泥强度●含气率●改善板条寿命/保水性●产生憎水性●控制凝结时间■=水泥应用●=主要功效▲=次要功效《水泥助磨剂》JC/T667-2004Grinding aid工艺外加剂Processingaddition比对水泥Reference cement 比对混凝土Referenceconcrete对于水泥助磨剂技术的研究及应用,国外已有70 多年的历史。
我国在此方面起步于上世纪50 年代后期,当时一些水泥厂曾用煤、纸浆废液、肥皂废液作为水泥助磨剂,效果不太明显。
至70 年代,众多企业和研究部门开展了对助磨剂的研究和应用工作,当时采用的多为工业副产品以及废液、废渣、价格较贵,由于原材料来源不足或质量不稳定而无法推广应用。
1999 年以后,我国水泥强度检验方法与国际接轨,大多数水泥企业为了提高水泥强度实现平稳过渡,在水泥粉磨方面进行了研究和改进,从而使水泥助磨剂得到了普遍的推广。
近两年来,水泥市场需求的急剧上升,加速了助磨剂的生产和应用。
水泥助磨剂在水泥生产中的主要作用(1) 节能降耗:在系统中加入助磨剂后,由于助磨剂的助磨作用,在生产同等质量的水泥时,其消耗的能源显著降低,对节能降耗大有益处。
(2) 提高产量:由于助磨剂的作用,在同等能耗和同等细度的情况下,可以提高产量,缩短研磨时间,提高企业经济效益。
(3) 提高选粉效率:由于助磨剂的加入,粒子不会因为附聚作用而形成粗大颗粒,选粉机会让所有符合成品要求的细小颗粒顺利通过,提高选粉效率;另外在运输过程中也会减少筒仓的堵塞,减少附加的维修费用。
(4) 改善产品质量,提高产品性能:水泥的主要性能指标体现在强度、需水量和凝结时间,助磨剂应用于水泥后,它就成为水泥中的一个组分,除了以上作用外,还可以改善产品质量,提高产品性能。
助磨剂的作用机理(1) 防止颗粒的并合、聚结以及削弱颗粒强度的机理首先,粉碎过程是一种能量积聚过程。
其次,颗粒的粉碎意味着物质化学键的折断和重新组合,因此粉碎是一种由机械力诱发的物理化学现象,即所谓机械力化学现象。
提高粉磨效率的有效措施是采取机械力化学方法,即在粉碎物料过程中加入少量的助磨剂。
在粉碎过程中,如果向物料中添加助磨剂,助磨剂吸附在物料颗粒上,使断裂面上的价键力得到饱和,颗粒之间的附聚力得到屏蔽,可防止聚结的发生。
这时使用极性化合物作为助磨剂最为适当。
助磨剂在物料粉碎过程中起着平衡颗粒表面的过剩价键的作用,避免颗粒聚结,抑制粉碎逆过程,有助于粉碎过程的进行。
根据近代的材料脆断破坏观点,裂纹的存在和扩张导致断裂,在被粉碎的物料中添加适量的助磨剂,吸附在裂纹上,能使裂纹表面自由能降低,能平衡裂纹表面的剩余价键及电荷,避免裂纹愈合,从而有利于裂纹的扩展,提高物料的易碎性。
因此,助磨剂也是一种软化剂。
(2) 助磨剂的减硬原理和反粘附效应助磨剂的减硬原理在固体粉碎过程中,周围介质使固体硬度降低的作用为减硬作用。
这种减硬作用与腐蚀溶解或化学作用无关,其实质是润湿作用和吸附作用。
其中,润湿作用的实质是界面性质的改变,即从固气界面变成为固液界面。