水泥助磨劑成分分析

2024年3月18日發(fā)(作者：月度工作匯報)

水泥助磨劑成分分析

微譜分析指通過微觀譜圖(氣相色譜、液相色譜、熱譜、能譜、核磁共振譜等)對

產品所含有的成分進行定性和定量的一種配方分析方法。配方分析在日本，

歐美應用比較廣泛，而在國內，目前處于起步階段。該技術甚至是很多國家的成長途

徑。二戰(zhàn)之后的日本，就走的引進技術，分析還原，消化吸收，然后技術創(chuàng)新的道路。

韓國等國家也是如此，從歐美獲取技術，學習，實踐，趕超。

研制復合型助磨劑

當前很多水泥企業(yè)所用的助磨劑主要起增產作用，但隨著水泥行業(yè)混合材使用量

的增大，以及即將執(zhí)行的國家通用水泥新標準取消普通硅酸鹽32.5水泥之

后，有些水泥廠生產成本將有所上升。因此在不改變現有工藝條件的情況下要求有一

種即能提高磨機產量又能提高混合材含量和水泥強度的助磨劑對水泥制造企業(yè)來說非

常急需。在這方面除了幾家國外助磨劑生產廠家有這種產品外，而國

內公司的產品實際應用中還有一定的差距，但國內企業(yè)在這方面的研發(fā)也取得了一些

成績。一般水泥助磨劑按性能可劃分為：提高產量節(jié)約能耗型；抑制水泥結塊型；提

高強度改善性能型；高性能型。目前國內也有一些科研單位，大專院校、生產企業(yè)在

以往研究使用水泥助磨劑的基礎上，進一步開展研究工作，并使其產品更趨規(guī)范，性

能更加優(yōu)越，摻入控制更加方便、可靠，成本價格更趨合理，不少水泥廠在粉磨過程

中對摻適量水泥助磨劑來提高水泥產、質量，節(jié)約能耗，防

止水泥結塊等越來越感興趣。

由于水泥助磨劑是一種表面活性較高的化學物質，將適量的助磨劑摻勻在粉磨物

料中，使其吸附在物料顆粒的表面上，即能降低物料顆粒的表面自由能，從而防止物

料細顆粒的再聚合并使顆粒易碎性提高，因此從理論上分析表面活性高的化學物質，

可用作水泥助磨劑。但在實際生產中要達到上述目的則要進行不同表面活性劑的配比

摻合試驗，找出最佳配比，特別對于復合型助磨劑來說更是如此。因此要求在研制這

類助磨劑時，為了增強與水泥產品的廣泛適應性應盡量用標準水泥熟料做試驗，其標

準水泥熟料的有關成分為：CA含量為6%?8%GS含量為50%?55%f-CaO含量為01.2%,

堿含量(NaO+0.658KO)01.0%。

在復合型助磨劑的研制生產中要充分了解助磨劑在水泥粉碎過程中的助磨和水泥

水化過程中提高水泥強度的雙重機理，在水泥粉磨過程中物料顆粒受到外

力作用時物料顆粒被逐漸粉碎，而物質顆粒的粉碎則意味著物質化學鍵的折斷和重新

組合，隨著顆粒不斷粉碎和顆粒斷裂面的生成，顆粒的表面上出現不飽和的

價鍵并帶有正或負電荷的結構單元，使顆粒處于亞穩(wěn)的高能狀態(tài)，在條件合適時斷裂

面重新粘合或者顆粒與顆粒再聚合起來結成為大顆粒，因此粉碎過程是一種

分散與聚合的可逆反應。在水泥粉碎過程中，摻入適量的助磨劑，則助磨劑吸附在物

料顆粒表面上，使斷裂面上的價鍵力得到飽和、顆粒之間的附聚力得到屏蔽，即屏蔽

了水泥顆粒的一些帶電活性點，使其荷電性質趨于平衡，從而避免了細顆粒的再聚合

和細粉的糊球、粘磨現象，在水泥粉碎過程中助磨劑的分子能進入到水泥顆粒的裂縫

中，靠其表面活性作用幫助裂縫的擴展并防止微小裂縫的外力打擊下的重新愈合，從

而提高水泥的粉磨效果。總的來說，助磨劑之所以起助磨作用，主要機理是防止細顆

粒的并合聚結和削弱顆粒強度。兩種機理的發(fā)生均與表

面活性物質的吸附有關。另一方面由于助磨劑本身表面的高度活性抑制了水泥顆粒的

糊球、粘磨現象，對于閉流磨由于助磨劑的表面活性，使得水泥顆粒的流動度得到了

有效改善，從而提高了選粉機的選粉效率，因此具有表面活性性能高的化學物質就有

可成為良好的助磨劑。

要使水泥助磨劑發(fā)揮提高水泥強度的作用，除水泥粉磨過程中降低水泥顆粒細度

提高比表面積的物理作用外，重要的還是要在助磨劑中加入微量的激發(fā)物質使水泥在

水化過程中與助磨劑中的Na

+

、OH、SQf

2

等的激發(fā)改性物質，在機械化學力的強化改性

下，粉體表面可形成一定的表面活性點，在水化過程中這些活性點優(yōu)先參與水化發(fā)應，

與其他顆粒或集料形成局部焊點，加快加固混凝土漿體早期的機構形式。復合型水泥

助磨劑的增強功能主要是助磨劑中的化學激發(fā)物質與熟料及混合材中的鈣、硅、鋁等

進行化學反應，形成了有助于水泥增強的化學產物，同時造成了水泥中氧化物的品格

缺陷，提高了起發(fā)應活性。同時對普通水泥

中約有20%~40啾有充分發(fā)揮水化作用的顆粒表面活性作用加強，從而客觀上使得水泥

中活化顆粒增多，水泥早中期水化產物增多，更有利于提高水泥的早期強度。

從水泥制造的工藝角度來考慮，由于復合型助磨劑在水泥中的摻量很小，其在水

泥制品中的分散均勻度就受到影響，為減小這種影響而只有從水泥粉磨系統中加入是

最佳選擇，這是因為一方面水泥顆粒在外力作用下的表面積增大過程中

同時也發(fā)生了一定的物理化學變化，這些變化有利于化學激發(fā)物質與其表面發(fā)生活化

發(fā)應，激發(fā)出水泥顆粒潛在的水化活性。另一方面助磨劑在水泥粉磨過程中有利于均

勻分散在水泥成品中，被在混凝土攪拌中加入激發(fā)物質要好。

研發(fā)企業(yè)專用助磨劑

綜上所述，我們在研究開發(fā)的各種助磨劑時，所用的水泥原材料盡量選用市場上

普遍使用的，具有廣泛的代表性。但對不同廠家的水泥產品來講，還是有地區(qū)差異的，

這使得的我們的助磨劑在有些企業(yè)使用的非常成功，而在另外一些企

業(yè)則效果不甚理想，有些甚至沒有效果。這主要是因為不同地域的水泥原料不同所致，

因為任何高效助磨劑在水泥粉磨和水化過程中要與水泥顆粒發(fā)生一系列物理化學發(fā)

應，水泥顆粒的物質組成不同，結構不同都將影響助磨劑活性的發(fā)揮。在這種情況下，

水泥原料的多樣性就起到主要作用。這就要求我們在開發(fā)高效水泥助磨劑時，要針對

不同廠家的水泥原料特點合理選取助磨劑配方，進行科學試

驗，找出適合不同廠家的使用的特用助磨劑來，滿足市場需求。但這種情況下使

得助磨劑的生產成本有所上升。就當前水泥行業(yè)發(fā)展趨勢來看，研發(fā)特用助磨劑已經

具備這樣的市場條件，隨著水泥行業(yè)朝大型化，集團化、區(qū)域化發(fā)展，水泥企業(yè)將逐

漸形成以不同地區(qū)為主的大型集團，這些企業(yè)的水泥原料的多樣化將逐步減小，有利

于助磨劑研發(fā)生產企業(yè)開發(fā)針對這些企業(yè)使用的助磨劑，這將是助

磨劑生產研發(fā)企業(yè)的一種發(fā)展方向。

企業(yè)專用助磨劑的研發(fā)生產必須在助磨劑生產企業(yè)具有生產上述產品能力的基礎

上才能進行，具各項要求指標應該和上述產品一樣。國內有些助磨劑生產廠家已經嘗

試做這方面工作。

結論

水泥助磨劑在實際應用中會對水泥業(yè)的生產帶來明顯的提產降耗效果。水泥

助磨劑的作用機理是助磨劑被磨內物料表面吸附后，降低顆粒的表面自由能，避

免裂紋愈合，有利于裂紋的擴展，降低了物料表面的硬度和強度，提高了物料的易磨

性。物料在粉磨過程中，顆粒的化學健被打破，產生大量不飽和靜電荷，主要為C/和

0-電價鍵，顆粒間相互黏附、集聚，助磨劑能提供外來活性離子或分子，使斷裂面上

的價鍵力得到飽和，顆粒之間的靜電荷得到屏蔽，起到分散作用。水泥助磨劑降低了

水泥篩余，避免了顆粒的過粉磨，促進水泥顆粒球型化，提高

水泥顆粒圓度系數，部分助磨劑中的化學物質還可以促進硅酸鹽礦物的水化，提

高水泥的活性，有利于水泥各齡期強度的提高。

助磨劑在水泥應用中會產生可觀的經濟效益，首先提高磨機臺時產量。在水泥工

業(yè)中，粉磨工序的能量消耗很高，但粉磨中絕大部分能量轉變成熱卻白白地被浪費，

只有很少一部分能量真正用于粉磨物料，增加物料的比表面積。為了降

低能耗，提高粉磨效率，可在粉磨過程中加入少量助磨劑，改善粉磨系統的研磨效率。

即在保持相同細度（或比表面積）時來增加水泥磨臺時產量。隨著應用研究的深入，

發(fā)現助磨劑不僅具有減速少磨機內物料的凝聚和糊球的現象，同時還

能夠改善物料的分散性，降低磨機研磨倉充滿程度（影響磨內裝載量、物料流速或填

隙率等），相當于提升了水泥磨系統的工作效率。助磨劑提高磨機的經濟效益不但要

看生產每噸水泥所用電量降低數值以及用電成本，還要看研磨系統的整

體參數，通常包括到熟料庫到水泥庫之間的所有生產環(huán)節(jié)。使用助磨劑后能提高

生產能力，提高磨機臺時10%?25%,滿足市場在水泥高峰時需求，擴大水泥企業(yè)市場銷

售的產品量，減少水泥旺季時因產能不足造成的影響，在不增加設備投資的前提下擴

大了生產規(guī)模，提高單位時間生產能力，在保持相同生產能力時，減少了設備運轉時

間，為水泥企業(yè)調整峰谷用電時段設備合理開停創(chuàng)造了條件。

節(jié)約的有效運行時間可進行設備維護、保養(yǎng)。助磨劑能提高研磨效率，助磨劑在被磨

內物料表面吸附后，降低了顆粒表面的自由能，降低了磨粉阻力，水泥電耗可降低5

?15kWh/t,使用助磨劑后還可增加各種混合材摻加量，加大了工業(yè)廢法的利用率，降

低了磨機負荷，提高選粉效率，提高磨機附屬設備的利用率，降低噸水泥所維修、維

護費用，提高職工的勞動效率，節(jié)約經營費用。水泥企業(yè)因此可節(jié)約生產成本5?10

元/t。