助磨劑對水泥粉體狀態(tài)的影響濟南大學(xué) 陳紹龍前言我國節(jié)能減排的大好形勢對水泥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，起到了積極地推動作用。水泥助磨劑的應(yīng)用，興起了一個新的高潮。有些剛剛應(yīng)用助磨劑的企業(yè)，發(fā)現(xiàn)摻加助磨劑之后，粉磨工藝參數(shù)發(fā)生了一系列地變化，便產(chǎn)生了一連串的疑慮，非常不自信。“怎么水泥的比表面積減小了？”“磨尾提升機的復(fù)合怎么增加了？”“閉路系統(tǒng)選粉機怎么能力跟不上了？”“出磨物料的篩余值怎么越來越大？”……其實，這都是一些極其正常的現(xiàn)象，它說明助磨劑起到了作用，而且作用不錯，只要接下來將粉磨系統(tǒng)工藝參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，一個節(jié)能高產(chǎn)的新水平，就會出現(xiàn)在你的面前。水泥的粉體狀態(tài)水泥的粉體狀態(tài)是指：水泥的細(xì)度控制值、水泥的顆粒組成（又稱：粒度分布、顆粒級配）、水泥顆粒形貌三者的統(tǒng)稱。它對水泥的強度及性能，有著非常明顯的影響。2.1水泥細(xì)度控制值：水泥細(xì)度是表示水泥顆粒大小的技術(shù)參數(shù)。國內(nèi)表示方法一般有四種：平均粒徑、篩余、比表面積和顆粒組成。我國水泥工業(yè)生產(chǎn)中常用篩余和比表面積來控制水泥成品的細(xì)度。由于水泥標(biāo)準(zhǔn)中延用了0.08mm方孔篩，來測定水泥的細(xì)度——篩余值（留在篩面上的物料量占篩析總量的百分?jǐn)?shù)），因此95%以上的水泥都通過了篩孔，成為了篩下料，它們的顆粒大小不在控制范圍之內(nèi)，也就不知道其顆粒組成情況。在水泥顆粒中，3pm以下的顆粒含量對比表面積的變化十分敏感，其稍有增加，比表面積值將成倍增加。而這些顆粒加水即溶，在攪拌過程中，就有許多都已水化完畢，對水泥強度值，尤其是后期強度，起不到增進(jìn)作用。具體地說，相同的篩余值或比表面積值，其性能及強度值差異很大（見表1）。主要原因就在于^3pm的顆粒含量，以及＞32.m的顆粒含量所不同，而致使存在性能與強度上的差異。所以新的國家標(biāo)準(zhǔn)《通用硅酸鹽水泥》（GB175-2007）之中，推薦水泥企業(yè)使用45.m篩篩余來控制水泥細(xì)度。表1相同篩余值或比表面積值的水泥強度差別編號篩余R0.08（%） 比表面積（m2/kg）三天抗壓強度MPa28天抗壓強度MPa編號篩余R008(%)比表面積（m2/kg）三天抗壓強度MPa28天抗壓強度MPa13.524822.746.623.535128.152.433.542337.456.342.242338.551.42.2水泥顆粒組成:水泥顆粒大小與水化過程有著直接的影響，不同粒徑的水泥水化速度及水化程度差異很大。大于60.m的顆粒對水泥水化過程及其強度的影響較小、僅起填料作用；而過細(xì)的顆?？赡芙Y(jié)團、或增大水泥的需水量，在漿體硬化之前，已完成水化過程，對水泥強度的增進(jìn)率幾乎不起作用。只有3?32.m的熟料顆粒對水泥強度的增進(jìn)率起主要作用，對水泥的性能影響尤為重要。這一部分顆粒含量越多，水泥質(zhì)量越好。對42.5級普通硅酸鹽水泥分級后再進(jìn)行強度測試，結(jié)果如表2所示。表2P?O42.5級水泥顆粒分級強度測試結(jié)果顆粒分布（.m）<2020~5050~7070~8042.5級水泥

3天抗壓強度(MPa)36.825.712.6021.27天抗壓強度(MPa)44.534.719.52.13028天抗壓強度(MPa)56.347.630.24.246.82.3水泥顆粒形貌：序號比表面積(m2/kg)球形度(%)標(biāo)準(zhǔn)稠度(%)3天抗壓強度(MPa)28天抗壓強度(MPa)13455729.336.160.723488727.135.268.5表3 顆粒球形度不同的水泥強度對比水泥顆粒形貌對水泥性能的影響較為復(fù)雜，由于粉磨水泥的設(shè)備及研磨介質(zhì)不同，其生產(chǎn)的水泥粉體顆粒形貌也完全不同。如：多面體、橢球體或球體。在粉體工程學(xué)中，把面積等于顆粒投影面積的圓的直徑與顆粒投影圓的直徑的比值稱之為球形度。球形度不同的水泥顆粒，在水化過程中的變化是不同的，也就表現(xiàn)出水泥的早期強度和后期強度不一樣。如：水泥中長條形、圓柱形顆粒多，水泥顆粒之間的相互連生、搭接有助于早期強度的提高。但顆粒間的摩擦系數(shù)大，要達(dá)到一定的流動度就需要多加水，即標(biāo)準(zhǔn)稠度增加，使后期強度增長率及后期強度較球形度高的水泥顆粒低。(見表表3 顆粒球形度不同的水泥強度對比水泥粉磨使用球磨機，比使用立式磨、輥壓機得到的產(chǎn)品中顆粒球形度要高。如果球磨機的細(xì)磨倉用小鋼球代替鋼段，對提高水泥顆粒的球形度更為有利。助磨劑對水泥粉體狀態(tài)的影響在粉磨過程中，加入少量的助磨劑，以消除細(xì)粉粘附和聚集現(xiàn)象，加快物料的粉磨速度，提高粉磨效率，減少^3^m的顆粒含量，有時，會出現(xiàn)比表面積減小的表觀現(xiàn)象；然而，3?30pm含量一般可以提高10?20%，有利于球磨機優(yōu)質(zhì)、節(jié)能、高產(chǎn)。從助磨機理來看，助磨劑可以降低物料表面能、減弱分子引力所產(chǎn)生的集聚作用，幫助外力作功時顆粒裂紋的加速擴展，從而提高粉磨效率，實現(xiàn)球磨機優(yōu)質(zhì)、節(jié)能、高產(chǎn)的目的；助磨劑還利用化學(xué)物質(zhì)特有的功能，激發(fā)潛在水硬性材料的水化活性、提高水泥早期強度，改善水泥流動性、縮短凝結(jié)時間、減少需水量等使用性能。由此可見，在使用助磨劑時，盡量選擇無氯型助磨劑，不僅可以提高磨機產(chǎn)量，而且有利于水泥產(chǎn)品使用性能的優(yōu)化。如：HY系列無氯型高效水泥助磨劑(液體、固體)等，該助磨劑是由石油精煉所得磺化芳烴的醇酸鹽、植物油等原材料，經(jīng)特殊工藝加工而成的中性物質(zhì)，不含Cl—、K+、Na+等對混凝土耐久性不利的成份，摻量0.01?0.5%，可以提高磨機產(chǎn)量10?20%，降低單產(chǎn)電耗10?20%，節(jié)省水泥熟料10?20%，增加混合材摻量10?20%。使用助磨劑后，物料在磨內(nèi)的流速會加快，使其在磨內(nèi)停留時間縮短，減少了過粉磨現(xiàn)象；會引起出磨物料細(xì)度(篩余和比表面積)的變化。對于開流粉磨來說，必須調(diào)節(jié)磨內(nèi)工況，適應(yīng)粉磨產(chǎn)品的細(xì)度要求；對于圈流粉磨則要控制出磨細(xì)度(篩余)在正常范圍之內(nèi)，決不允許有篩余值逐漸增大的現(xiàn)象發(fā)生。否則，不僅磨機產(chǎn)量會降低，而且，還會引起循環(huán)負(fù)荷率增加、磨尾提升機過載、堵塞，造成停產(chǎn)事故實例我們與某水泥廠合作，在其W2.2X6.5m圈流水泥磨系統(tǒng)，生產(chǎn)P?O42.5級水泥，摻加0.01%HY-m無氯型液體助磨劑，進(jìn)行了如下試驗研究。4.1粉磨工藝參數(shù)調(diào)整穩(wěn)定入磨物料粒度d80到5mm以下。改變一倉鋼球級配和二倉鋼段級配。(見表4、表5)表4一倉鋼球級配方案調(diào)整(t)

球徑（mm）W100W90W80W70W60W50W40E平均球徑（mm）原方案1.512.964.933.202.48//15.0878.55現(xiàn)方案0.761.223.013.963.481.560.5514.5469.64表5 二倉鋼段級配調(diào)整（t）規(guī)格（mm）W15X20W20X25W25X30W30X35E原方案//7.510.518現(xiàn)方案7.57.52.51.519（3）改變一倉鋼球填充率和二倉鋼段填充率，使原來的甲1>W2改變?yōu)閃1VW2（見表6）。表6 磨內(nèi)填充率調(diào)整（％）倉位一倉二倉原方案35.529.6現(xiàn)方案33.735.1（