水泥助磨剂

2024年3月18日发(作者：珍惜所拥有)

水泥助磨剂

1、水泥助磨剂发展及重要性

水泥助磨剂是水泥粉磨时加入的为了改善水泥粉磨工艺，提高生产效率而又不损害水泥性能

的外加剂，国内外规定，其加入量应不超过水泥质量的1%。水泥助磨剂又可称为水泥粉磨

工艺外加剂。

早在20世纪30年代，人们就开始使用水泥助磨剂来改善水泥的粉磨工艺。其中最早记载使用

水泥助磨剂并获得英国专利的是1930年，当时采用的是添加少量的树脂。30年代初期，美国

格雷斯公司发明并获得专利的产品TDA。并又于1965年发明的专利产品HEA2，这些产品

在20世纪中后期都得到了广泛的应用。随之，世界各国也进行了大量的研究，如前苏

联、加拿大、日本、十国等。我国主要于80年代中期，进行过水泥助磨剂的研究。随

着研究的深入，有越来越多的水泥助磨剂被开发应用，近20年来，新—代的助磨剂已

被越来越广泛地用于水泥的粉磨工艺中，它具有传统水泥助磨剂的所有优点，同时，

还能够改善水泥的质量。人们称之为“水泥质量改进助磨剂”或简称为“质量改进剂”。

当我们在水泥中加入混合材时，如矿渣、粉煤灰、火山灰或石灰石等，发现该水泥的

强度发育与纯硅酸盐水泥的强度发育有差别，为了减少这种影响，使用这种水泥“质

量改进剂”，将会非常有利于水泥的质量提高。这些助磨剂能够通过增强水泥和混凝

土的强度，调整水泥凝结时间和混凝土的需水量等来满足一系列不同的需求。它们所

提供的性能优势比普通水泥助磨剂能够降低更多成本,例如，由于它们的使用，能够提

高混合材掺加量，能够更大程度地降低生产成本并减少对环境的影响等。

水泥助磨剂所发挥的种种优势，已被越来越多的人所认识，并被逐渐广泛地应用于水

泥的生产，北美洲有95％以上的水泥经过水泥助磨剂的处理，欧洲有75％以上的水泥

经过水泥助磨剂的处理，在世界范围内，约超过60％的水泥是经过水泥助磨剂的处理。

优质的水泥助磨剂所带来的效益已远远超过它本身的价值，是水泥生产企业生产水泥

的—种有效、必要的辅助产品。充分认识水泥助磨剂对水泥生产的重要性，有利于水

泥生产企业决策者的正确决策，质量技术人员和生产使用人员的正确选择和使用。

2、水泥助磨剂的选择

2．1 水泥助磨剂的类型

助磨剂按使用状态，可以分为：液体、固体和气体。液体助磨剂有：三乙醇胺、

乙二醇，HEA2、TDA、CBA等，这种助磨剂以液体状通过计量泵稳定、均匀地加在入磨

皮带的物料亡或直接喷入磨内，使用比较方便，易于控制，添加量一般在o．02％—c．2％

之间，是国际上应用最广泛的。固体助磨剂有：硬脂酸盐类、煤粉、尿素等，这种助

磨剂需要增加更多设备及储藏罐，添加量一般较大，增加维护及物流费用，使用较少。

气体助磨剂极少应川于水泥工业。按化学组成分，助磨剂可以分为：有机化合物、无

机化合物、复合化合物。使用最广的是复合化合物。

2．2 明确使用助磨剂的目的

现代水泥企业使用助磨剂的主要目的是降低生产成本，提高水泥质量。过去70年

的研究及应用实践已经证明了这点。但是，报告显示，即使相似的助磨剂在相似的生

产线上应用，其所起的作用却有很大的差别。所以理解水泥企业自己的实际情况并选

择合适的水泥助磨剂，才能获得应用的成功。

要明确使用水泥助磨剂目的，首先，要对自己的水泥及其生产工艺状况有相当的

了解。了解水泥的品种、质量性能、混合材及其掺加量、细度、比表面积等。其次，

充分了解水泥磨系统的生产工艺，磨机规格、隔仓板设计、球配及其填充率、产量等．如

是圈流磨，则需了解选粉机的型号、规格、选粉效率及其循环负荷等。此外，综合水

泥标准、市场需求等来明确自己的需求，并作可行性的分析，确定是否能通过应用水

泥助磨剂来满足自己的需求。一般来说，如果水泥企业存在以下情况时，可以考虑采

用助磨剂来解决。

弥补生产能力的不足，满足销售需求。

提高磨机台时产量。

生产相同产量时，可减少运行时间，降低维修、维护成本，或改善维修、维护时间安

排的机动性。

提高水泥质量，满足客户需求，增加市场竞争力；满足产品标准，或者解决客户对质

量的投诉；提升自己在市场上的定位；或是熟料质量的变异、风化等。

提高水泥流动度，改善水泥可操作性，从而减少运输及输送成本；同时增加水泥库容

量及延长水泥储存时间。

增加混合材的使用，降低成本。

减少熟料用量，增加工业废渣利用，生产相同水泥时，减少CO2的排放。

·生产高标号的水泥，获得高价格。

．生产新品种水泥，满足新市场的需求。

2．3 选择标准及方法

分析各水泥厂的实际情况，明确目的，是考虑使用水泥助磨剂的基础。选择何种

助磨剂，如何应用，是能否达到应用效果的关键。能够作为水泥助磨剂的物质很多，

但效果各不相同，差别较大，甚至有的物质有助磨性，但有害于水泥或混凝土的质量，

或有害于人体健康或环境。如氯(C1)含量超标准、碱 (RzS04、RzO)含量超标，或加入

铝酸盐、硫铝酸盐，或干脆加混凝土外加剂等等来激发水泥的强度。这将对水泥及混

凝土的性能产生不良影响。国内外都对水泥助磨剂修订相应的标准，如美国的ASTMC

一465，欧洲的EN 197，中同也等效采纳美国ASTMC一465制定相应建材行业标准JC／

T667—1997来评定水泥助磨剂。符合这些标准是水泥助磨剂的最基本质量要求。要大

量应用于生产，还必须在具体的水泥厂进行详细而科学的试验，包括实验室试验和工

业性试验。如有条件，还需进行混凝土的试验。—般来说，规模大、研究实力较强的

助磨剂供应公司都有众多助磨剂可供选择，并在质量、稳定性方面可以得到保证。但

对于性能、质量不甚了解的助磨剂，进行实验室试验是必要的，实验室试验一般采用

小磨或模块试验，目的是比较不同助磨剂的性能质量表现，找出适合于特定水泥的最

佳助磨剂，为进行工业性试验做好准备。工业性试验即把所选择的助磨剂应用于工业

生产，进行磨机及水泥质量的评估，以达到所选择水泥助膳剂是安全、优质、高效、

稳定，及便于使用的。

3 水泥助磨剂的应用

前面已提到水泥助磨剂的应用效果有时是因地而异的，因此，为了确保水泥助磨

剂的成功使用，有必要了解水泥助磨剂的应用技术。

3．1 助磨剂的助磨机理及效果

水泥助磨剂的助磨机理，在国内外的文献中已有很多的论述。归纳起来，总结如

下观点：第一是由雷宾德尔(Rehbinder)早在1931年提出的假设，他认为助磨剂被吸附

于研磨颗粒的表面或渗透到微裂纹内，会使界面处的晶格内聚力降低，使物料颗粒上

的裂纹扩张或延伸更容易。理论上讲，助磨剂的存在，希望通过降低颗粒表面能，从

而降低裂纹扩展的临界应力，使颗粒破碎更容易。但是，这种假设的前提是水泥助磨

剂在颗粒上被吸附的速度是与颗粒破碎的速度相当的。事实上，许多多研究已表明，

颗粒的破碎速度要远远大于助磨剂的分散速度，所以，在水泥粉磨工艺中，助磨剂被

颗粒吸附以降低表面能似乎不大可能影响水泥颗粒的破碎。

第二是根据里氏定理(Rittinger)，颗粒破碎所产生的比表面积与所消耗的能量

成正比。即在任何细度范围内，每单位的能量消耗能产生相同的比表面积。但实际上，

随着细度提高到—定程度，产生单位比表面积所需要的能耗在增加，这是由于物料在

研磨过程巾，所产生的细颗粒，因热力、机械力、化学力的作用导致很强的颗粒间吸

引，形成凝聚和糊球现象。这种现象的产生，限制了表面积的增加和降低破碎率。而

所有的助磨剂都含有化学成分，这些化合物能中和水泥颗粒上的表面能，从而降低或

消除水泥颗粒的凝聚和磨内的糊球，达到提高粉磨效率的结果。随着水泥比表面积的

提高，使用助磨剂的效果也会变好，也即提高了磨机的研磨效率。典型的关系如表4．4．1

所示：

第三方面，通常情况下，助磨剂的应用能增加水泥的流动性，导致磨内物料流速

的加快；使磨内料位下降，填隙率降低，填隙率即为物料填充研磨介质问空隙的比率，

据研究，填隙率为85％时，磨机的研磨效率最高。通常情况下，实际填隙率>85％，助