水泥助磨剂在我国发展现状

水泥助磨剂在我国发展现状

吴申瑜1，孙小巍2

（1.江苏博特新材料有限公司，江苏南京，210008；2.沈阳建筑大学，辽宁沈阳，110168）摘要：在水泥粉磨过程中为改善水泥粉磨、提高生产效率而掺入的起助磨作用而又不损害水泥性能的外加剂称为助磨剂，水泥助磨剂是由一种或几种表面活性物质构成。添加助磨剂的目的是为了改善物料的易磨性，减轻颗粒之间的粘聚结团作用，消除微细颗粒糊球糊衬板现象，提高磨机内物料的流动性，从而实现球磨机节能高产的目标。

一、水泥助磨剂的发展历程

水泥助磨剂的研究大约有100年的历史，而在水泥工业中的使用则开始于从20世纪30年代的美国。当时的专利记载是:为提高水泥系列产品的抗水性、提高早强性和水泥的加工性(早期水泥助磨剂的概念)而试验和使用了矿物油、动物油及石油裂化残渣制成的粉末状混合物，并配合盐酸或氯化钙、石灰式含钙物质，以具有惰性和吸附性的矿物质作载体。这些外加助剂大大提高了水泥系列产品的防水性和加工性。

我国在20世纪50年代初曾利用纸浆废液、煤等作助磨剂，20世纪70年代，不少企业和科研单位广泛开展了关于助磨剂的研究工作，如抚顺、大连、大同、哈尔滨、上海、启新等水泥厂进行了实验研究和生产应用；水泥设计院、武汉工业大学、同济大学、北京建材研究院等进行了实验室研究。20世纪80年代中期，国家建材院和天津轻化所首先推出了N系列和S系列水泥助磨剂，北京建材研究院等单位申请了国家专利。1999年使用助磨剂的企业大约为几十家，而目前至少在100家以上，在全国各省市分别出现了各种水泥助磨剂在市场上的推广应用[1]。

二、水泥助磨剂的分类

水泥助磨剂的使用量通常低于1%，复合助磨剂的掺入量大多不高于0.05%，根据GB 175-2007的规定，水泥粉磨时加入的助磨剂量不能超过水泥质量的0.5%。根据国内外关于助磨剂的研究状况及专利报道，助磨剂大致可分为三类[2]：

1、极性助磨剂：属于离子型助磨剂，如醋酸胺、乙二醇、丙三醇、三乙醇胺等。

2、非极性助磨剂：属于非离子型助磨剂，如焦炭、石墨、煤、松脂、胶态碳等。

3、复合助磨剂：有机物的混合物、有机物与无机物的混合物以及无机物的混合物。

助磨剂按使用状态分，可以分为：液体、固体和气体。

按化学组成分，助磨剂可以分为：有机化合物、无机化合物、复合化合物。使用最广的

是复合化合物。

三、水泥助磨剂的作用机理

在物料被粉磨的过程中，当颗粒粒径减小到微米级后，质量处于均匀、缺陷减少、强度和硬度增加，易磨性恶化；同时，因比表面积及表面能显著增大，微细颗粒相互结团聚集趋势明显增强。如果不采取一定的工艺措施，就会引起粉磨效率下降、单产电耗将明显升高。尤其是我国实施水泥新标准后，强度指标和细度要求都有所提高，这就使助磨剂更加引起广大水泥企业的关注。

关于助磨剂的作用原理，尽管国内外都进行了大量的研究，但研究尚不够深入，观点也不同，有的甚至相互矛盾。主要的理论学说有：Rebinder的强度削弱理论（即强度削弱理论）和Mardulier的颗粒分散理论（即颗粒分散理论），除此之外还有现代学者提出的薄膜理论（即波莫理论）等。

四、水泥助磨剂的发展现状和发展前景

（1）水泥助磨剂的发展现状

目前，我国水泥总产量已经突破13亿吨，约占世界水泥总产量的50％。由于存在巨大的水泥助磨剂市场，国外公司如德国Basf公司、英国Fosroc公司、意大利Mapei公司等企业都已经进入中国水泥助磨剂市场。它们的产品都已形成系列化，大部分企业都涉及到混凝土外加剂，水泥助磨剂仅仅是系列产品的一部分。据笔者查阅的有关文献表明，国外水泥助磨剂专利绝大部分为液体产品。液体产品使用方便，仅仅需要增加一个储料罐和一个液体计量泵，就可以顺利加入，不需要复杂笨重的设备。由于这些产品掺量少，液体计量添加方便，提高磨机粉磨效率10％~20％，节省单位时间电耗，提高水泥粉体的流动性，有利于散装运输和贮存，故在国外水泥厂使用很普遍。这些公司由于其产品国际化，所以也都符合美国ASTMC465标准。现在水泥助磨剂研究的重点，已经走向高分子合成技术。这也是核心技术，美国2007年最新的专利中已经有了三乙醇胺的部分或全部替代品。

近10年来，随着国外水泥助磨剂产品的进入，随着业内人士对水泥助磨剂产品认识的不断提高，国内水泥企业使用水泥助磨剂的前景不断转好。可以预见，随着大部分立窑水泥的逐步退出，水泥企业的逐步大型化和集团化，水泥助磨剂的使用率将很快达到一个较高的层次。

（2）水泥助磨剂的发展前景

1、充分利用工业、农副业废料，对大量工农废料进行化学改造。通过酸化、碱化、羟基化、烯烃化、磺化等过程将废料改造成具有活性的物质。例如，目前使用的木质素磺酸盐助磨剂

即是从纸厂亚硫酸盐废液中的一种成分转化而来；煤焦油中的蒽系、萘系、焦油亦可经磺化、碱化制成烷基萘磺酸盐系的阴离子表面活性剂；糖厂的糖蜜、糖渣都是多羟基有机物，泥炭、褐煤都是富含腐植酸的物质，通过化学方法可转化为活性物质构成助磨剂等。

2、多种助磨剂复配使用。各种被粉磨物料的成分不同，助磨剂机理也各异，对于水泥熟料粉磨时要求解聚，而对于矿渣要求软化。在管磨机中由于颗粒尺寸沿程的变化，粉磨环境的改善，单纯添加一种物质助磨难以适应粉磨的要求。将几种物质复配在一起构成复合助磨剂，可增强适应性。复合助磨剂的复配单元可选择常用的烷醇胺类或醇醚类及其他成熟的助磨剂。

3、在复合助磨剂选择各种复配的单元时，对于常用的烷醇胺类或醇醚类及其他经过多年考验的成熟的助磨剂掺入一部分对于新开发的新品种的价位低位的助磨剂掺入一部分以求保持助磨效果又降低助磨剂的成本价位。这样才会使我国新型水泥助磨剂走向广阔的市场[3]。

参考文献

[1] 兰建文. 水泥粉磨用助磨剂研究：[西安建筑科技大学学位论文]. 西安：西安建筑

科技大学，2006年

[2] 中华人民共和国国家质量监督检验疫总局中国国家标准化管理委员会. GB

175-2007. 通用硅酸盐水泥. 中国标准出版社秦皇岛应刷厂：中国标准出版社出版发行，2007年12月

[3] 曹晓国，曾伟军，夏诗明，刘纯辉，宋吉英. 水泥助磨剂的研究及进展. 水泥与混凝

土（广东建材），2008年，2008年第1期：49-50

作者简介：吴申瑜，1979.3，男，广西柳州人，本科学历，

现主要从事于水泥、混凝土外加剂研究与应用工作

工作单位：江苏博特新材料有限公司

通信地址：江苏省南京市北京西路12号210008

联系电话：139********

电子邮箱：w98540@https://www.wendangku.net/doc/a210203969.html,