AG2助磨劑的助磨作用及對(duì)水泥性能的影響

1、第21卷第6期荊門職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)2006年11月Vol.21No.6JournalofJingmenTechnicalCollegeNov.2006AG2助磨劑的助磨作用及對(duì)水泥性能的影響林玉梅(荊門職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工學(xué)院,湖北荊門448000)摘要在對(duì)幾種單組分試劑的助磨作用試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,著重研究了雙組分AG2復(fù)合助磨劑對(duì)水泥粉磨助磨效果及主要性能的影響.試驗(yàn)結(jié)果表明:AG2系列助磨劑的助磨效果較好,使水泥的粉磨細(xì)度提高了38.45%,其中AG28使3d、28d抗壓強(qiáng)度分別提高20.72%、13.73%,特別是用量為0.01%的AG210,使細(xì)度提高62.78%,使28d抗壓強(qiáng)度提高12.0

2、6%,具有明顯的增產(chǎn)節(jié)能降耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量的作用.關(guān)鍵詞水泥;助磨劑;水泥性能;抗壓強(qiáng)度中圖分類號(hào)TQ172.4+63文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)-4657()-在我國(guó)實(shí)行新的水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)GB/T17671-1999()的過程中,為了使中小型水泥廠,特別是立窯的水泥產(chǎn)品質(zhì)量,在不影響磨機(jī)產(chǎn)量,不增加能耗及成本的基礎(chǔ)上,采用助磨劑來改善粉磨作業(yè),.目前對(duì)助磨劑的研究逐漸增多,使,保證產(chǎn)品質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)節(jié)能是本試驗(yàn)的主要目的.1試驗(yàn)1.1試驗(yàn)原料熟料為某廠的回轉(zhuǎn)窯熟料,其化學(xué)成分及礦物質(zhì)量組成見表1.A為一種有機(jī)試劑,G2為一種化工廢液.表1水泥熟料成分及礦物組成名稱熟料粉煤灰石膏1.2試驗(yàn)方法0.7

3、510.2121.8250.605.4625.883.684.7865.854.220.631.0235.8998.1996.71%LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3總和經(jīng)過前期研究,根據(jù)資料18及物性分析,確定了A、G2兩種基料.將熟料破碎為<7mm的顆粒,按熟料混合材料石膏=80155的比例混合配制成5kg混合物,裝入500mm×500mm的小型磨機(jī)粉磨20min,制得空白樣并編號(hào).同空白樣試驗(yàn)步驟,將A、G2兩種助磨劑分別組成雙組分,按比例要求配制成8mL的溶液,以霧化的形式噴入混合物,同時(shí)攪拌,粉磨20min后,測(cè)定水泥細(xì)度,制樣并編號(hào).為了減少不同

4、料樣的相互干擾,每磨完一種料樣后,用空白樣涮磨.出磨物料過0.08mm篩后進(jìn)行粉體物性和水泥性能測(cè)試.其中水泥膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)按GB/T17671-1999水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法(ISO)進(jìn)行;水泥細(xì)度檢測(cè)按GB/T1345-1991水泥細(xì)度檢驗(yàn)方法(80um篩篩析法)進(jìn)行;水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度、凝結(jié)時(shí)間、安定性等指標(biāo)測(cè)定按GB/T1346-1989水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法進(jìn)行;水化物及水化速度用WCT-1型差熱天平進(jìn)行差熱和失重分析;水化產(chǎn)物的形貌用掃描電鏡觀察.在單組分A和G2試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行一系列A、G2正交實(shí)驗(yàn)組合.首先測(cè)定水泥粉磨細(xì)度(與空白樣相比),對(duì)細(xì)收稿日期2005-1

5、0-17基金項(xiàng)目湖北省教育廳科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):2000C046).作者簡(jiǎn)介林玉梅(1964-),女,湖北武漢人,荊門職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授.研究方向:硅酸鹽工程.E-mail:liny2umei888.8© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 度提高明顯的樣品再作性能分析,希望得到助磨效果好、對(duì)水泥的主要性能指標(biāo)無明顯副作用的助磨劑.2試驗(yàn)結(jié)果與討論2.1助磨劑對(duì)水泥物理性能的影響2.1.1單組分助磨劑從表2中數(shù)據(jù)看出,0.020%0.035%A單獨(dú)

6、使用的助磨效果均較好,細(xì)度平均提高82.66%,28d抗壓強(qiáng)度平均提高17.02%.其中A3細(xì)度平均提高88.33%,28d抗壓強(qiáng)度平均提高17.48%;A4細(xì)度提高90.75%,28d抗壓強(qiáng)度平均提高15.68%.G2的助磨效果也很明顯,細(xì)度平均提高81.94%,28d抗壓強(qiáng)度平均提高19.70%.其中G21細(xì)度提高84.80%,28d抗壓強(qiáng)度平均提高23.62%;G26細(xì)度提高84.58%,28d抗壓強(qiáng)度提高19.11%.A、G2助磨作用均隨用量的增加而有所降低,故用量無需過大.表2單組分助磨劑對(duì)水泥細(xì)度及性能的影響性能3d強(qiáng)度(MPa)28d強(qiáng)度(MPa)試劑空白樣A1(0.020%)A

7、2(0.025%)A3(0.030%)A4(0.035%)G21(4.00mL)G22(6.00mL)G23(8.00mL)G24(1.00mL)G25(2.00mL)G26(0.50mL)抗折4.455.876.525.765.806.125.655.225.40抗壓20.9028.8634.2035.634831.3630.6229.8029.86抗折7.836.947.987.87569.078.338.047.828.24抗壓47.2055.494554.6058.3558.4256.3556.0253.6456.22細(xì)度（%）4.541.0.420.690.881.040.760.8

8、50.70安定性合格合格合格合格合格合格合格合格合格標(biāo)準(zhǔn)稠度(%)凝結(jié)時(shí)間(hmin)凝終凝42242041542442243042542843243542028.3028.4028.5028.2028.3028.5028.4028.5028.20452402422452452402462452422462452.1.2雙組分助磨劑從單組分的助磨效果來看,A、G2助磨作用都很明顯,并且對(duì)性能均無明顯的副作用,特別是G2,助磨作用好,細(xì)度提高很大.G2是一種化工廢液,使用成本很低,可作為優(yōu)選成分,同時(shí)利用G2的突出優(yōu)點(diǎn),結(jié)合各性能測(cè)試指標(biāo),將效果最好的A、G2正交組合成雙組分助磨劑.從表3數(shù)據(jù)可

9、知,AG2均有一定的助磨效果,細(xì)度平均提高38.45%,3d抗壓強(qiáng)度平均提高13.92%,28d抗壓強(qiáng)度平均提高4.67%.其中,AG27AG212的綜合效益較好,細(xì)度平均提高54.48%,28d抗壓強(qiáng)度平均提高8.36%;其中AG210的細(xì)度提高62.78%,28d抗壓強(qiáng)度提高12.06%;AG28的細(xì)度提高61.23%,28d抗壓強(qiáng)度提高13.73%.雙組分采用的是正交試驗(yàn)法,通過計(jì)算,助磨劑用量總值控制在(0.010.03)%(質(zhì)量比)2之間.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,不同配比的雙組分助磨劑不但助磨效果較好,而且對(duì)28d抗壓強(qiáng)度還有一定程度的提高.若在此基礎(chǔ)上,能將A的用量再降低一些,使成本進(jìn)一步降

10、低,助磨劑的使用前景將更好.表3雙組分助磨劑對(duì)水泥細(xì)度及性能的影響性能3d強(qiáng)度(MPa)28d強(qiáng)度(MPa)空白樣AG21(0.01)AG22(0.02)AG23(0.03)抗折4.454.254.863.78抗壓20.9021.5023.6020.80抗折7.838.307.547.35抗壓47.2048.0051.5043.50細(xì)度（%）4.542.843.223.24安定性合格合格合格合格標(biāo)準(zhǔn)稠度(%)凝結(jié)時(shí)間(hmin)初凝終凝42242542042028.4028.5028.5028.602352402452459© 1994-2009 China Academic Jou

11、rnal Electronic Publishing House. All rights reserved. 續(xù)表3雙組分助磨劑對(duì)水泥細(xì)度及性能的影響性能3d強(qiáng)度(MPa)28d強(qiáng)度(MPa)試劑%AG24(0.01)AG25(0.02)AG26(0.03)AG28(0.01)AG29(0.02)AG27(0.03)AG210(0.01)AG211(0.02)AG212(0.03)抗折4.325.024.844.784.824.545.124.425.12抗壓21.8025.6024.3225.6025.2324.2326.5621.2225.25抗折7.567.547.527.627.807

12、.457.358.238.03抗壓48.3049.8049.6050.6453.6849.0652.8948.2452.36細(xì)度（%）4.423.563.851.881.763.451.691.821.80安定性合格合格合格合格合格合格合格合格合格標(biāo)準(zhǔn)稠度(%)凝結(jié)時(shí)間(hmin)初凝終凝42542543043544042043542542028.7028.6028.5028.4028.6028.5028.5028.4028.24024524224525024524550502.2對(duì)水化性能的影響2.2.1對(duì)水化速度的影響AG210的28d水泥水化的TG-DTA曲線見圖1.,相對(duì)空白試驗(yàn),加入

13、AG2助磨劑的水泥的DTAT.由于測(cè)試時(shí)兩種試樣質(zhì)量及條件相同,.圖1表明,助磨劑加快了水泥水化的水化速度.(a)Po水泥(b)Pc水泥圖1水泥水化樣的TG-DTA曲線圖2水泥水化樣SEM圖10© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 2.2.2對(duì)水化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的影響空白試樣水泥(P0)及加入AG210助磨劑水泥(PA)水化的3d與28d漿體的SEM圖見圖2.通過SEM圖可以看出,3d水化時(shí),PAC-S-H、AFt晶體數(shù)量明顯比P0多,P0中AFt晶體較短,P

14、A中AFt晶體細(xì)長(zhǎng)并和C-S-H互相交接而成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);28d水化時(shí),可見到PA中厚實(shí)的Ca(OH)2晶體貫穿于網(wǎng)絡(luò)中,P0有較大的孔洞,PA的結(jié)構(gòu)明顯比P0致密.2.3結(jié)果分析2.3.1提高水泥的粉磨細(xì)度助磨劑本身是一種表面活性劑,一方面吸附在水泥熟料固體表面,改變了顆粒的表面結(jié)構(gòu),降低了顆粒的強(qiáng)度和硬度,同時(shí)阻止了新生裂紋的閉合,加速裂紋的擴(kuò)散;另一方面當(dāng)固體顆粒粉磨到一定細(xì)度時(shí),顆粒之間、顆粒與研磨介質(zhì)間會(huì)聚集、粘附形成包殼,助磨劑迅速消除或減弱顆粒與顆粒、顆粒與研磨介質(zhì)間的聚集和粘附,提高粉磨效率.2.3.2改善水泥的水化性能實(shí)驗(yàn)證明,332um的顆粒對(duì)強(qiáng)度的增強(qiáng)起主要作用,粗顆粒水泥水

15、化緩慢且不完善,影響強(qiáng)度同時(shí)延緩凝結(jié)時(shí)間,太細(xì)顆粒會(huì)增加需水量,使水泥石內(nèi)部結(jié)構(gòu)不致密,氣孔率增多,影響耐久性.AG2助磨劑使水泥細(xì)度提高,顆粒級(jí)配發(fā)生變化,熟料中C3S進(jìn)一步細(xì)化.在水泥水化過程中,由于吸附于水泥礦物的表面,使其呈極性而提高礦物的反應(yīng)活性,加速水泥水化,促進(jìn)水化產(chǎn)物的相互作用,水化速度更快,水化產(chǎn)物更多,3d、28d強(qiáng)度增加.2.3.3良好的性價(jià)比試驗(yàn)所使用的幾種助磨劑中,A(分析純)的成本最高,經(jīng)估算mL50,生產(chǎn)成本增加23元/t,增值2030元/t水泥,具有較高的性價(jià)比.3結(jié)束語1)AG2%左右,并且能提高早期強(qiáng)度,使后期強(qiáng)度得到改善,保證各項(xiàng)0.%的AG210組分,明

16、顯提高水泥的易磨性,主要是增加了332um的顆粒含量,.2)TG-DTA、SEM圖結(jié)果分析表明,AG2復(fù)合助磨劑沒有改變水泥水化產(chǎn)物的種類及特性.3)AG2助磨劑中A、G2的用量均較小,且原料來源廣,助磨劑使用成本低,具有較好的經(jīng)濟(jì)效益.4)AG2助磨劑采用霧化的形式加入,效果好,操作方便且易于操作,綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益較好,具有良好的發(fā)展前景.參考文獻(xiàn)1孫世龍,孫秀發(fā),辛艷,等.AF復(fù)合助磨劑的研究J.四川水泥,1996,(6):4-7.2施娟英,張大同,陳萍,等.N、S助磨劑對(duì)水泥性能的影響J.水泥,1998,(3):15-19.3王業(yè)華.用粉磨水泥的選擇函數(shù)探討助磨劑對(duì)粉磨過程的作用機(jī)理J.

17、中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院學(xué)報(bào),1990,2(2):61-68.4林玉梅,丁哨兵,向漢江,等.水泥復(fù)合助磨劑的研究J.荊門職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2003,18(3):38-41.5林玉梅.水泥復(fù)合助磨劑的研究J.荊門職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2003,18(6):4-7.6BT-2000型多功能水泥活化助磨EB/OL.2003-12-10.7水泥助磨劑疑惑解釋EB/OL.TheFunctionandtheInfluencesonCementPerformanceofAG2GrindingAidsLINYu-mei(JingmenTechnicalCollege,Jingmen,Hubei,448000,Chi

18、na)Abstract:ThemainfunctionandthegrindingeffectarestudiedspecilyaboutAG2inbaseofA、G2.AllAG2arede2finedintheexperiment.ItisshowedthatthefinegrindingaidsareallAG2.Theyimprovegrindingfineparticle38.45%.AG28increasescompressivestrength20.72%in3-daysand13.73%in28-daysamongthem.SpecialAG210increasesnotonly62.78%fineparticlebutalso12.06%compressivestrengthin28-days.