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關于高效液體合成水泥助磨劑

發布日期:2018-01-20 作者:森宇化工 點擊:


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    在水泥的粉磨生産中加入适量助磨劑,通過助磨劑的表面活性及電荷分散作用达到對顆粒表面的物理化学改性,發揮界面效應,可使水泥的細度和磨機的功率消耗相同的條件下增加産量;或可以在水泥産量和磨機功率消耗相同的情況下增加水泥的比表面積,優化水泥顆粒級配,進而提高水泥的強度和質量[1][2]。水泥助磨劑作为一種具有節能降耗、提産增質的産品,其使用範圍得到空前提高。  目前國内外水泥助磨劑多以醇胺類物質如三乙醇胺及其複配産物为主要成分,具有較好的使用效果。这類助磨劑大多是小分子複合助磨劑,功效顯著,但其性能穩定性差,對于摻量的變动敏感。實踐也證明,各種功能基團的協同作用,其效果遠大于單一功能基團的助磨作用,因而複合助磨劑的功能較成分單一助磨劑性能效果有很大的提升;化学改性的助磨劑可以克服小分子助磨劑的諸多弊端,使其使用的安全性和穩定性得到大大的改善,而合成高分子助磨劑,将各功能基團組合到高分子分子鍊結構中,其助磨效果較複配的助磨劑又有跨越式的提升。合成的高分子助磨劑一般有效摻量低,助磨增強作用明顯,有一個合适的摻量範圍,其摻量波动對水泥性能影響不大,可以更好保證生産的安全進行,而且高分子合成助磨劑成本低、性能好、綜合效益高,具有廣闊的應用前景。因而對于水泥液體助磨劑,依靠化学分子結構的設計合成助磨劑,使其具有單純複配型助磨劑無可比拟的性能優勢成为助磨劑以後發展的主流方向。

  1、助磨劑的工作原理概述
  複合型的助磨劑的組分大體分为離子型助磨成分和非離子助磨成分,屬于離子型助磨劑的主要有醇胺類化合物、聚丙烯酸鹽、聚羧酸鹽、木質素磺酸鹽等;屬于非離子型助磨劑的有多元醇等。助磨劑一般多为表面活性物質,其組成基團的類型、分布和分子量對其吸附分散性能的影響非常顯著,從而影響着助磨劑的性能。一般而言,離子型化合物在粉磨中自身的電性會使其吸附到具有相反電荷的水泥顆粒上,中和水泥顆粒的新電場,避免其重新愈合;非離子型化合物在粉磨中大多是起到一個加速流动潤濕新鮮界面、避免過粉磨的作用,大多數的非離子型助磨劑是以碳鍊或碳氧鍊为主,擁有羟基、羧基側鍊甚至聚氧烯長側鍊。多羟基低分子化合物對水泥顆粒的軟化作用是比較好的,當羟基和非親水類基團如烴基類分布恰當時對水泥粉體的流动性具有突出的作用,因此助磨劑分子上的活性基團和非活性基團要有一個恰當的分布比例,使其既能起到活性分散作用,又可以使粉料得到充分的粉磨,避免粉料跑粗。有國外学者研究了系列多元醇類化合物對水泥粉磨的作用,測試結果表明:低分子量的1,2-二醇,才能實現流动性很大的提高,这種效果強烈地依賴于二元醇分子的脂肪烴基(脂族基)。这種分子可以促進水泥顆粒的分散,以达到提高熟料粉磨加工效率的要求。在水泥水化熱測量中,通過對多元醇的測試還表明,其還可給予水化反應一個适度的加速度。因此,選擇的多元醇型化合物,對于水泥助磨劑的配制很有用,同時還能达到提高粉磨效率和控制水泥水化行为的目标。  下圖中的一些分子結構式中,乙二醇和甘油一類分子,因为無獨立的伸展在外的疏水基團,因而很明顯在水泥顆粒之間其吸附形式大而排斥作用小的,因而不易于增加水泥顆粒的流动性的,而1,2-丙二醇、2,3-丁二醇及1,2-己二醇因有獨立的疏水基團在其外,因而相對會給水泥粉體帶来優異的流动性能[3]。
                  
  以高分子合成物为主要成分的助磨劑,依靠其表面活性分散性能和功能基團的作用达到對水泥顆粒的粉磨分散及水化誘導作用,其應用性能穩定,是現代水泥助磨劑發展的主流。


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