水泥助磨剂的试验研究.pdf

广东建材2010年第9期
研究与探讨
水泥助磨剂的试验研究
张广字1林东2林永权3江桂华4
(1广东省阳春市新春潭水泥有限公司春潭厂;2华南理工大学)
(3越秀水泥集团;4广州番祥建筑材料有限公司)
摘要:本文采用2种自行配制和1种市售商品的助磨剂,通过激光粒度分析研究了助磨剂对水泥
粒度分布及水泥物理性能的影响。结果表明:助磨剂可以增加水泥的粉磨细度,提高水泥的强度:而助
磨剂之所以能提高水泥强度,在很大程度上是通过改变粒度分布米达到的,而不是通过提高粉磨细度
来实现的。
关键词:水泥:助剂:粒度分布:物理性能
在水泥粉磨过程中,借助于助磨剂提高粉磨效率已用 Malvern Instruments公司的 Mastersizer激光粒
得到广泛认同。但事实上,在水泥粉磨中加入助磨剂度测试仪测定;水泥强度、标准稠度需水量和凝结时间
不仅会影响水泥的细度,同时也会对水泥的颗粒分布产分别按GB177-92,GB134677和GB1346-89进行。
生影响,因此也有可能进一步影响到水泥的物理性能。
为此,本文研究了助磨剂对水泥粒度分布的作用及其对
2结果分析与讨论
水泥物理性能的影响。
2.1助磨剂对水泥性能的影响
对粉磨好的水泥试样进行水泥浆体性能的测试。主
1试验原材料与方法
要有比表面积、水泥标准稠度用水量、凝结时间和强度
11试验原材料
测试,其试验结果如表2。
(山)熟料和矿渣:熟料来自本厂,矿渣来自韶关钢铁
表2各水泥试样的物理性能
(2)二水石膏(S03为36.7%);
编』其表标准」凝结时间「3人强度28天强度
Mpa)
(Mpa)
m/k8)(8)「初凝终凝‖抗折{抗压「抗折{抗ボ
(3)助磨剂:在参阅各类研究资料的基础上,本研究
空自302122-512:334:013.916.58.8149.3
采用3种助磨剂进行试验。所选助磨剂有2种为自行配「1#34612.142:0914:1245120.219.150.3
制,另一种为市售产品。下表就是本试验所使用的助磨218012352514194.621.119.85
剂种类及其代号。
3#3323.613:0514:034.219.09.6154.5
表1助磨剂编号列表
由表2数据可以看出,掺加3种助磨剂后,水泥的
编号
助磨剂的组分
状态
掺量
细度都有不同程度的提高,掺2#助磨剂的样品提高幅
1#
醇类十硫酸盐组分
粉状
度最人,比表面积达到369m2/kg,增大了22%。就助效
2#胶癸+木质素锁較钙
粉状
果而言,3种助磨剂的作用效果差别也较明显。在3种
3
市售产品助磨剂
「粉状0.5%
助磨剂中,自行配制的2#助磨剂最佳,其次是自行配制
1.2试验方法
的1#助磨剂,市售产品3#助磨剂的助臍效果最差,与
2.1配料与粉磨
1#助謄剂接近。
水泥配方:熟料66%,矿渣30%,石膏4%。将熟料经
由表2还可以看出,几种水泥标准稠度需水量的变
式破碎机破碎,在100℃0下烘干后配料。每次配料化不大,相对于不加助磨剂的空白试样,掺加3种助磨
5kg分别加入不同助剂,置入50×50om试验球剂的水泥的需水量均略为增大?这可能是因为掺加助磨
磨机内粉磨2omin,粉磨后进行有关分析和测定。
剂后,水泥的比表面积明显增大的缘故。比较儿种水泥
1.2.2性能测试
凝结时间的变化可以看出,掺加助魑剂对水泥的初凝时
比表面积测定按GB807491进行;水泥粒度分布间影响较大,3种助磨剂相比较,只有掺加1#助磨剂的
万方数据
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试样初凝时间有所缩短,其余2种助磨剂试样的初凝时同对水泥质量有明显的影响。困此研究助臍剂对水泥颗
间较不加助磨剂的空白试样均表现为增大。而加助磨剂粒分布的影响对于揭示助磨剂对水泥性能的影响有很
对水泥终凝时间的影响不明显。众所周知,水泥浆体的重要的作用。图1~图4为 Mastersizer激光粒度分析
凝结是水化产物形成连续的空间网络结构并不断强化仪测定的掺加不同助磨剂后的水泥颗粒组成结果。
这种结构的结果。在一定水灰比条件下,细度越大,则相
too
同时间内的水化产物越多,空间网络结构的形成也就越
快。本试验所采用的1#助臍剂本来含有促凝成分,而且
与空白试样相比,细度增大22%左右,这就造成了掺加*2
1#助塍剂的试样初凝时间有所缩短。2#助剂因为含
有缓凝成分,虽然细度增大也会加速凝结,但2#助磨剂
粒度(ua
的缓凝作用抵消了它的加速凝结作用,最终导致初凝时
图1无掺加助磨剂的空白样的激光粒度分布
间的延长。
由表2还可以看出,掺加助磨剂后3种水泥的3d
强度均有大幅度的提高,掺1#助剂时,3d抗折和抗
OH
压强度分别提高1538和28:携2#助腐剂时分別提高“日#1
18%和28%:掺加3#助磨剂各试样的强度增大值分别为
0的N00柏00
8%和15%。而掺加助臍剂后水泥的28d强度也有不同程
粒(um
度的提高,掺2#助磨剂和3#助磨剂的试样提高更为明
因2掺加1助磨剂样品的激光粒度分布
显,掺2#助磨剂的水泥28d抗折和抗压强度分别提高
11%和12%:掺3#助磨剂分别提高9%和11%。掺加1#助
即出
磨剂的试样28d强度增大很小,抗折和抗压强度只分别
提高3%和2%
另外还可以看到,本试验自行配制的2#助磨剂无
的驴490p0
→
论是助磨效果还是强度性能方面,都已经高于市售产品
助磨剂一-3#助磨剂。
图3掺加2#助磨判样品的激光粒度分布
2.2助磨剂对水泥颗粒分布的影响
细度是表征水泥性能的一个重要指标。细度通常用
筛余量、比表面积、颗粒平均直径和颗粒分布等表示。用
筛余法只能反映粗颗粒(如大于80um)的含量,不能测
出对强度起决定性作用的0~32μm范围颗粒的量,亦
的赞06铅000
不能测出通过筛孔的大小不同颗粒的比例。因此用筛余
10000
度(ug)
量表示细度并不十分确切,且筛余量与水泥强度等性能
图4掺加3#助磨剂样品的激光粒度分布
间的相关性亦较差。比表面积是指单位重量物料所具有
的相对表面积。由于表面积具有能量的意义(表面能),
从上述激光粒度分布图很难直观地看出各助磨剂
用其作为细度指标,既能反映粉磨能量输入的多少,又对水泥颗粒粒度分布的影响。因此本文采用RB分布定
能反映水泥水化能力的高低。但其值的高低是0~3pm
律研究了不同助磨剂磨制的水泥的颗粒分布规律。大量
颗粒起决定性作用,而对于水泥强度最大的中间颗粒往研究结果表明:水泥的粒度分布遵循RB分布定律,或
往尤法权衡,且不同的方法测得的比表面积不同,很避简称RB表达式,该表达式为四:
测得具有现实意义的貞实表面积阳。实际情况是,相同
R=100
(式1)
的比表面积可能具有大的平均粒径和宽的粒度分布,也
式中
可能具有小的平均粒径和窄的粒度分布,而粒度分布不