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《水泥助磨剂复配工艺研究》(李瑞华 )

添加日期:2014/3/31 11:01:03   作 者:  来源:   浏览次数:

李瑞华
研发中心水泥添加剂技术研究组(2012) 

摘要:
结合水泥粉磨理论和水泥水化理论,在合成的高性能聚醚类早强型减水剂中参入激发剂的同时与醇胺类有机物进行复配,成功研制出完全符合标准的且具有显著增强和增产作用的QWE 系列高性能助磨剂,通过正交优化,在兼顾助磨剂性能和原料成本条件下得出最佳复配工艺。并进一步探讨了三乙醇胺掺量对产品性能的影响。
 
关键词:粉磨效率;助磨剂;复配工艺。 
 
1 前言
    助磨剂作为一种水泥粉磨添加剂,不仅具有降低水泥细度,改善水泥颗粒级配、提高粉磨效率和降低电耗等作用,而且还具有提高水泥强度、降低水泥熟料比例、增加混合材用量以及优化水泥综合性能等作用而广泛应用于现代水泥工业中,是水泥工业实现低碳技术和可持续发展的重要手段之一。但是随着水泥助磨剂在水泥生产中的广泛应用,助磨剂对节 能减排等方面做出巨大贡献,但是存在没能充分发挥助磨剂的作用,以及对助磨剂使用中出现一些问题产生疑惑现象。本文对影响水泥助磨剂使用效果及存在的问题做一简要探讨。
 
2   试验材料和试验方法
2.1   试验材料
水泥粉磨将水泥熟料、石膏、矿渣、石灰石、粉煤灰和QWE 高效助磨剂按设计的比例和一定的速度注入球磨机中,在一定转速下进行粉磨,在比表面积达到规定标准后出料。
2.2   试验方法
(1 )将熟料及相关原料按配比放入直径500 mm的水泥粉磨试验磨,再加入水剂助磨剂进行粉磨,待粉磨到设计时间后,测定粉磨水泥的3d抗折强度、3d抗压强度和筛余量,其中,筛余量参照GB  1345—2005.水泥胶砂强度检验方法参照GB/T 17671 —1999。
(2 )水泥力学性能测试,本文采用4 ×4 ×16cm模具制作试块,W /C=O . 5 0 ,养护条件为20±1 ℃  ,湿 度 99%.力学性能测试参照GB/T 5008 - 2002《普通混凝土力学性能试验方法》。
(3 )水泥凝结性能测试,按GB 1346- 2002《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》进行。
(4 )根据正交设计方案,并以熟料为研究对象,选取三乙醇胺(A) 、  (B) 、( C ) 、(D) 、(E) 、(F) 为影响因素,固定粉磨时间、助磨剂掺量及其它组份含量,设计正交表,如表1所示。
 
3   正交实验结果
该试验取3d抗折强度和3d抗压强度为参考指标,助磨剂固体掺量0 .056 %,试验结果如表2 。
实验结果分析以表2 为依据,进行试验结果分析( 如表3)。由表3 正交结果分析可得。助磨剂复配工艺参数对水泥性能的影响有显著差异,其中三乙醇胺掺量是关键因素,对水泥性能影响较为显著。在兼顾助磨剂成本和水泥性能的条件下,得出助磨剂最佳复配工艺为:A质量分数14%、B 质量分数5 %、C 质量分数10%、D 质量分数5 %、E 质量分数5 %、F 质量分数7 % 。
3.1 三乙醇胺对助磨剂性能的影响
三乙醇胺作为复配助磨剂的主要原料,所以这里以3d抗折强度、3d抗压强度和筛余指标,重点研究三乙醇胺对助磨剂性能的影响程度,如图1 所示。
图1(a)表明,三乙醇胺掺量对水泥3d抗折强度有一定影响.在质量分数10%一14%之间,随掺量增加,3d抗折强度呈下降趋势.3d抗折强度的最大差值为0 . 16MPa ,虽在掺量达到16%,与掺量10%的效果相比还是存在效果不足的现象;在图1(b)中,3d抗压强度变化规律和图1(a)中抗折强度基本一致.并且3d抗压强度的最大差值为0 . 6MPa;结 合 图 1(c)筛余效果对比,在兼顾性能和原料成本情况下,取三乙醇胺掺量为l0%。
 
4 结果讨论
通过对助磨剂性能指标的分析,可得出以下结论:
(1) 在正交研究因素中,三乙醇胺、B 和F 对助磨剂3d抗折强度影响较大,而三乙醇胺对3d抗压强度影响最大,所以在探讨助磨剂复配工艺中,三乙醇胺应作为重点研究因素;
(2) 助磨剂对熟料有较大的影响效果,其中3d抗折强度增强率为35. 32%,3d抗压强度增强率为28. 76%;
(3) 水泥助磨剂最佳复配工艺为:三乙醇胺质量分数为10%;B 质量分数为5 %  ;C 质量分数为10%;D 质量分数为5 %;E 质量分数为4 %;F 质量分数为7 %。
 
参考文献
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