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高效液体合成水泥助磨剂的原理、特性与应用侯云芬北京建筑工程学院中国矿业大学（北京）混凝土与环境材料研究所

目录一水泥粉磨工艺二水泥助磨剂简介三新型水泥助磨剂

一水泥粉磨工艺水泥生产工艺：概括为两磨一烧：生料的粉磨、锻烧和水泥终粉磨。粉磨是水泥生产工艺中重要的环节，也是能耗最大的环节，约占水泥生产总电耗的60～70%。粉磨设备：主要为：球磨机随着水泥工业生产大型化的发展以及粉磨设备的不断研发，逐渐使用辊压机、联合粉磨、立磨等新型粉磨设备（技术）。

一水泥粉磨工艺球磨机的特点：优点：结构简单、设备投资小；磨出的水泥粒径分布较好，粒形较好，便于水泥混凝土工作性能的发挥，有利于水泥的水化。缺点：能耗太大，粉磨过程所消耗的能量大约有97%变成热能而白白浪费，只有很少的一部分能量(0.6～1%)用于增加物料的比表面积，粉磨过程中由于静电作用，易发生糊球现象，影响水泥的产量和质量。在改善粉磨工艺的基础上，解决球磨机缺点的最佳措施之一：添加水泥助磨剂

一水泥粉磨工艺应用助磨剂常用的粉磨工艺：1、开路粉磨系统：物料一次性粉磨成成品的粉磨工艺；设备主要有：球磨机、风机、提升机等（或包括辊压机）。2、闭路粉磨系统：物料经过粉磨，细度合格的粉体被选粉机选走，不合格的回磨中从新粉磨的粉磨工艺；设备主要有：磨机、选粉机、风机、提升机（大多包括辊压机）。3、立磨：助磨剂在立磨中的应用还未成熟，但已在试探索阶段，立磨能耗较低，将成为未来粉磨的主要设备。

新型干法回转窑水泥生产工艺流程

水泥闭路粉磨工艺流程图

水泥开路粉磨工艺图

水泥球磨机(三仓)示意图

二水泥助磨剂简介2.1、助磨剂定义定义：《GB/T667-2004水泥助磨剂》标准中，其定义明确为：在水泥粉磨过程时加入的起助磨作用而不损害水泥性能的外加剂，其加入量不超过水泥质量的1.0%。《GB175-2007通用硅酸盐水泥》标准中将助磨剂的允许掺量改为不超过水泥质量的0.5%，同时增加水泥中氯离子含量≤0.06%的要求，其目的是为了规范我国助磨剂的生产和质量，保证最终的工程质量。

二水泥助磨剂简介2.2、助磨剂发展简史水泥助磨剂已经经历了70多年的发展，其中先后被研究作为助磨剂的物质达50多种。30年代，Goddard(高达得)以树脂作为助磨剂在英国取得的专利，拉开了水泥助磨剂应用的序幕；30-40年代，成分从溶解油(Solubleoil)发展到多元醇及醚类有机物质及其混合物；40年代，开发出石油烃乳化剂（Petroleumhydrocarbonemulsions）；50年代，水乳剂发展成为由游离脂肪酸(C8-C22)、苛性碱金属、醇及烃(闪点105下)等构成的复合物；

二水泥助磨剂简介2.2、助磨剂发展简史70年代后，德国、日本用碱性聚合有机盐以及碱性聚合无机盐作为助磨剂应用于硅酸盐工业的粉磨过程，取得了良好的效果；80年代后，明确提出水泥助磨剂的概念，结合减水剂的发展技术，助磨剂得到了快速的发展。与国外相比，我国助磨剂起步较晚，是近二十多年才发展起来的，但近几年发展迅速，尤其是从2004年以来，助磨剂的发展日新月异，现在中国助磨剂的普及率已远远超过统计数据。

二水泥助磨剂简介2.3、水泥助磨剂分类助磨剂种类繁多、助磨效果差异很大，应用较多的就有百余种。水泥助磨剂一般按使用时的状态进行分类：固体、液体和气体三种。常见固体和液体两种。按现在水泥工艺常用的助磨剂类型进行分类（见下表）：

二水泥助磨剂简介

二水泥助磨剂简介2.3、水泥助磨剂分类固体助磨剂：一般制成颗粒状或粉状，主要有：盐类、胶体二氧化硅、胶体石墨、炭黑、粉煤灰、石膏等；液体助磨剂：多是溶液或乳剂，主要有：有机硅、三乙醇胺、乙二醇、丙二醇、聚丙烯酸脂、聚羧酸盐等；气体助磨剂：使用较少，主要为有蒸气状的极性物质（丙酮、硝基甲烷、甲醇、水蒸气）以及非极性物质（四氯化碳）等。

2.4、助磨剂作用机理2.4.1助磨剂的作用在粉磨过程中添加少量的助磨剂，就能在粉磨时间一定的情况下很好地改善水泥细度状况，或在粉磨达到要求细度的情况下缩短粉磨时间，增加水泥产量。Sottilli等认为助磨剂的根本任务在于阻止粉磨过程中的颗粒团聚,在比表面积低于350m2/kg、单位能耗低于20kw·h/t的情况下，根据Rittinger理论，水泥细度会随粉磨时间线性增加。Assaad认为一旦超过这2个数值，部分能量将被用于解团聚现象。

2.4.1助磨剂的作用日本学者Hasegawa根据加入助磨剂后最大比表面积出现延后的现象认为助磨剂的加入延缓了粉磨过程细颗粒