一种增强型水泥助磨剂试验研究

2024年3月18日发(作者：包煎)

　第

２９

卷　第6期中国建材科技

2020年12月　

一种增强型水泥助磨剂试验研究

Experimental study on an enhanced cement grinding aid

曹虎 李海燕 艾春珲 陈梦龙 刘金鑫 宋刘平 刘鹏

（山东中岩建材科技有限公司，山东 枣庄 277110）

摘要：通过在助磨剂配比中加入硫氰酸钠和醇酯混合物，与采用三乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺为主要原材料制备

的助磨剂进行对比，分析水泥3d、28d抗压强度增强值，结果表明，硫氰酸钠掺量在12%时水泥3d强度有明显提高，

醇酯混合物替代50%三乙醇胺时对水泥28d强度有较好的激发作用。选择合适的硫氰酸钠和醇酯混合物用量复配

助磨剂，在维持助磨剂材料成本基本不变情况下，对水泥3d、28d强度有进一步提高。

关键词：硫氰酸钠；醇酯混合物；助磨剂；强度激发

Abstract:

In this paper, by adding sodium thiocyanate and alcohol ester mixture into the grinding aid, and comparing

with the grinding aid prepared by using triethanolamine and diethanol monoisopropanolamine as the main raw materials,

the strength enhancement value of cement in 3d and 28d is analyzed. The results show that the 3d strength of cement is

obviously improved when sodium thiocyanate content is 12%, and the 28d strength of cement is better stimulated when

alcohol ester mixture replaces 50% triethanolamine. Choosing the appropriate amount of sodium thiocyanate and alcohol

ester mixture to mix grinding aid can further improve the 3d and 28d strength of cement under the condition of keeping

the cost of grinding aids unchanged.

Keywords:

sodium thiocyanate; alcohol ester mixture; grinding aid; intensity excitation

中图分类号：TQ172.4+6　文献标志码：A　文章编号：1003-8965（2020）06-0076-03

0 前言

助磨剂是在水泥粉磨时加入水泥磨中起助磨作用的一

种水泥外加剂，能够显著提高粉磨效率，降低单位水泥能

耗。目前，水泥厂对助磨剂的需求不仅是提高水泥粉磨效

率，而且更注重助磨剂对水泥强度增强的效果。

在目前的助磨剂配比中，主要使用三乙醇胺、二乙醇

单异丙醇胺、三异丙醇胺醇胺等醇胺类材料来提高水泥的

强度。随着对水泥早期及后期强度的要求提高，醇胺类材

料的掺量也不断提高，已接近醇胺类材料最佳使用范围的

上限，同时醇胺类材料的成本较高，直接导致助磨剂的成

本变高。使用具有提早强效果的硫氰酸钠和能够对醇胺类

产生激发作用的醇酯混合物作为替代材料，能够有效解决

上述问题，提高助磨剂的增强效果

[1-4]

。

1.2 试验方法

熟料经破碎后，加入直径

Φ

500mm

×

500mm的实验室

小磨进行粉磨，每次粉磨5.0kg，粉磨时间30min，出磨时间

5min。制备得到P.C32.5空白水泥和P.O42.5水泥。采用助

磨剂物理滴加方式成型水泥胶砂试样，助磨剂掺量0.4

‰

，

对比分析不同助磨剂对水泥3d、28d强度的影响。水泥胶

砂抗折、抗压强度参照GB/T 17671—1999《水泥胶砂强度

检验方法》进行测试。

小磨水泥物料配比见表2。

表2 小磨试验水泥配比

水泥品种

P.C32.5

P.O42.5

熟料（%）矿粉（%）炉渣（%）石膏（%）

5522185

751555

1 试验

1.1 原材料

硅酸盐水泥熟料、矿渣、炉渣和石膏均取自枣庄中联

水泥有限公司。熟料的化学组成如表1所示。石膏为天然

二水石膏（CaSO

4

·2H

2

O），结晶水15.64%，SO

3

含量44%。

表1 水泥熟料的化学组成

化学成本

含量/%

烧失量

0.35

SiO

2

Al

2

O

3

Fe

2

O

3

CaO

23.516.023.6462.49

MgO

2.43

K

2

O

0.57

2 结果与分析

2.1 硫氰酸钠对水泥强度的影响

硫氰酸钠(SN)能提高水泥的早期反应速度，加快水泥

浆体水化，增大水化放热速率，可作为早强剂使用。在普

通型醇胺类助磨剂基础上添加SN复配一种增强型水泥助

磨剂，进一步提高水泥抗压强度，并与普通型助磨剂做强

度对比。SN掺量对水泥强度的影响见表3、表4。

表3和表4表明，助磨剂中掺加SN后能有效提高水泥

的3d强度，对于P.C32.5水泥SN的提强效果更为明显，3d强

度最高增加2.2MPa。SN对于水泥28d抗压强度略有提强

效果，但随SN掺量提高，水泥28d抗压强度提高不明显甚

至倒缩。

所用三乙醇胺（TEA，浓度85%）工业级，福建特威；二

乙醇单异丙醇胺（DEIPA，浓度85%）工业级，福建特威；醇

酯混合物（PP，浓度70%）工业级，中科方华；硫氰酸钠（浓度

55%）工业级，泰山金塔。

作者简介：曹虎（1981.2-），硕士/高级工程师，从事混凝土、外加剂、助磨剂相关研究。

76

一种增强型水泥助磨剂试验研究

水泥与混凝土　

表3 SN掺量对P.C32.5水泥强度的影响

抗折强度抗压强度抗压强度

编号

TEADEIPASN

辅料

/%/%/%/%

/MPa/MPa

增加值/MPa

3d28d3d28d3d28d

S020100704.48.520.840.8--

S120104664.28.520.641.4-0.20.6

S220108624.58.421.541.10.30.3

S3201012584.48.822.941.72.10.9

S4201016544.58.622.941.22.10.4

S5201020504.68.422.040.42.2-0.4

表4 SN掺量对P.O42.5水泥强度的影响

抗折强度抗压强度抗压强度

编号

TEADEIPASN

辅料

/%/%/%/%

/MPa/MPa

增加值/MPa

3d28d3d28d3d28d

S620100707.19.526.250.2--

S720104667.09.526.950.50.70.3

S820108627.39.427.151.60.91.4

S9201012587.09.827.650.91.40.7

S1.29.627.850.11.6-0.1

S.39.427.149.70.9-0.5

由图1分析SN掺量对P.C32.5水泥强度的影响曲线可

知，水泥3d抗压强度随着SN掺量的增加而提高，但是当SN

掺量达到12%以后，水泥3d抗压强度提高不明显。由图2

可知，P.O42.5水泥3d强度会随SN掺量增加先提高后降低，

SN掺量在12%~16%时水泥3d抗压强度最佳。由图1、图2

综合分析可知，随着SN掺量增加，水泥28d强度先升后降

甚至倒缩，在SN掺量在8%-12%时，水泥28d抗压强度较好。

因此，选定SN在助磨剂中的最佳使用掺量为12%，能使助

磨剂有较明显的强度提高效果。

图1 SN掺量对P.C32.5水泥强度影响曲线

图2 SN掺量对P.O42.5水泥强度影响曲线

2.2 醇酯混合物对水泥强度的影响

醇酯混合物（PP）表面活性很强，对醇胺类物质具有一

定的激发作用。将醇酯混合物（PP）按不同掺量替代三乙醇

胺，分析PP掺量对水泥强度的影响，试验结果见表5、表6

所示。

表5 PP掺量对P.C32.5水泥强度的影响

抗压强度抗压强度增

编号

TEADEIPAPP

辅料

抗折强度

/%/%/%/%

/MPa/MPa

加值/MPa

3d28d3d28d3d28d

P020100704.68.020.439.8--

P118102704.27.920.340.0-0.10.2

P214106704.37.620.141.0-0.31.2

P3101010704.78.121.341.60.91.8

P461014704.27.920.941.90.52.1

P521018704.58.219.841.4-0.61.6

表6 PP掺量对P.O42.5水泥强度的影响

编号

TEADEIPAPP

辅料

抗折强度抗压强度抗压强度增

/%/%/%/%

/MPa/MPa

加值/MPa

3d28d3d28d3d28d

P020100707.39.426.550.5--

P118102707.09.426.650.90.10.4

P214106707.29.627.151.90.61.4

P3101010707.39.427.052.40.51.9

P461014707.49.126.051.6-0.51.1

P521018707.29.326.351.8-0.21.3

由表5、表6可知，掺加PP替代三乙醇胺对水泥3d强度

提高不明显，最高提高值0.9MPa，也有部分实验组3d强度

出现倒缩；但是对于水泥28d强度提高效果显著，最高能提

高强度2.1MPa，说明PP对于水泥28d强度具有较好的激发

作用。

醇酯混合物（PP）掺量对水泥强度的影响曲线见图3、图

4图所示。

由图中可以知道，PP替代掺量对P.C32.5、P.O42.5水泥

抗压强度影响规律基本一致，随着PP取代三乙醇胺掺量提

高，水泥强度先增加后降低，当醇酯混合物替代三乙醇胺

50%时，3d强度和28d均有提高，效果最佳。

图3 PP掺量对P.C32.5水泥强度影响曲线

77

　水泥与混凝土

一种增强型水泥助磨剂试验研究

与空白水泥对比，P.C32.5水泥3d、28d强度分别提高3.9MPa

和4.7MPa，P.O42.5水泥3d、28d强度分别提高3.5MPa和

4.5MPa。与普通助磨剂对比，在助磨剂材料成本基本不变

的情况下，增强型助磨剂对水泥3d、28d抗压强度增加值

较普通助磨剂要高，其中P.C32.5水泥3d、28d强度分别提

高1.1MPa和1.0MPa，P.O42.5水泥3d、28d强度分别提高

0.9MPa和0.7MPa。

3 结论

1）使用掺入12%的硫氰酸钠配制成助磨剂能明显改

善水泥早期强度，与普通助磨剂相比，3d强度最高提高

2.2MPa。使用聚酯混合物替代50%的三乙醇胺配成助磨剂，

能激发水泥后期强度，与普通助磨剂相比，28d强度最高能

提高2.1MPa。

2）通过硫氰酸钠与醇酯混合物复合使用配制的增强型

助磨剂对比空白水泥，3d强度最多提高3.9MPa，28d强度能

提高4.7MPa。与普通助磨剂相比，在每吨助磨剂材料成本

基本不变情况下，能够进一步地增长水泥3d、28d强度。因

此，该助磨剂具有较高的性价比，极具市场推广价值。

参考文献

[1]詹镇峰,陈峭卉,李从波,等.水泥复合助磨剂的实验

研究[J].新型建筑材料，2013(8):13-16.

[2]江朝华,蔡安兰,严生,等.高性能水泥助磨剂的研究

[J].硅酸盐学报,2001,29(6):507-511.

[3]张伟,李宪军,何廷树.单组分助磨剂对水泥性能的

影响[J].水泥,2009(9):8-11.

[4]王彬,郑强,王升平,等.改性三乙醇胺化合

物的合成及其对水泥助磨性能的影响[J].硅酸盐通

报,2009,8(6):1235-1240.

图4 PP掺量对P.O42.5水泥强度影响曲线

2.3 SN和醇酯混合物复合使用的助磨剂对水泥强度

的影响

通过以上试验找到了SN最佳使用量12%，PP最佳替代

三乙醇胺量50%，通过二者复配可得到对水泥早期和后期

均有增强效果的增强型助磨剂。与未添加助磨剂空白样和

未添加SN与PP助磨剂进行对比试验，并分析助磨剂材料成

本。不同助磨剂配比材料成本和对水泥强度的影响见表7。

表7 不同助磨剂配比材料成本和对水泥强度影响

水泥

标号

P.C32.5

TEADEIPASNPP

辅料

/%/%/%/%/%

0

20

10

0

20

10

0

10

10

0

10

10

00

00

1210

00

00

1210

0

70

58

0

70

58

抗折强度/抗压强度

MPa/MPa

3d28d3d28d

4.318.318.338.8

4.620.821.142.5

4.622.222.243.5

6.825.325.349.7

7.127.927.953.5

7..328.828.854.2

助磨剂

材料成

本/元

-

2985

2990

-

2985

2990

P.O42.5

通过表7可知，加入SN和PP的增强型助磨剂水泥试样

（上接第110页）

提升砂浆的性能指标。

分析现场石粉的浓度，根据实际情况进行石粉清洗工作。

4 机制砂石粉在加气块薄层砌筑砂浆

中应用的要点

4.1 谨慎使用添加剂

结合气温的波动，在第一时间对功能性外加剂用量做

出有效调整，确保砂浆的性能优良。必须对添加剂的用量

严格控制，如果没有有效的搅拌，会导致添加剂失效。同时，

为了保证添加剂的效果，需要控制好石粉温度。

4.2 强化残留物清除处理

因生产机制砂过程中所用石材质量存在差异，造成出

粉量有明显区别，因此，生产砂浆时须结合每批石材质量

及产出机制砂的含粉量优化配合比，在配比中定期清理残

留物，尤其是提升泵中的残留物，保证提升泵不会堵塞。

4.3 及时调整砂浆配合比

在机制砂内石粉含量太高的情况下，须结合石粉实际

含量对砂浆配合比做出及时优化调整。技术部门需要充分

5 结语

机制砂石粉在加气块薄层砌筑砂浆中的技术应用研究

显示，用石粉完全取代粉煤灰既可以将石粉消耗掉，避免

对环境造成污染，又不会影响砂浆的性能，还可以为企业

创造可观的经济效益，具有广阔的应用前景。

参考文献

[1]冉一辰,李重.不同颗粒级配对砌筑砂浆性能影响

[J].中国科技信息,2019(12):73-75.

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