助磨剂在小磨实验中的差距
水泥助磨剂及应用现状
水泥助磨剂及应用现状水泥助磨剂在水泥粉磨作业中的使用，是一项有益于节能降耗、减排利废的举措。
跟着新式干法水泥的迅速发展，水泥 ISO 强度检测标准的实行，水泥助磨剂在我国水泥工业中的应用愈来愈宽泛。
1水泥助磨剂的定义及种类1.1 水泥助磨剂的定义在 GB/T 667-2004 水泥助磨剂标准中，其定义明确为：在水泥粉磨时加入的起助磨作用而又不伤害水泥性能的外加剂，其加入量不超出水泥质量的 l%。
助磨剂是一种增添剂，适当地加入到被粉磨的物猜中，能经过它对颗粒表面的物理化学作用，发挥力学效能，得以提升物料的易碎性和分别性，进而提升粉磨细度和降低粉磨电耗。
按使用时的状态分，助磨剂能够分为：固体、液体随和体助磨剂。
固体助磨剂有：硬脂酸盐类、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；气体助磨剂有：蒸气状的极性物质以及非极性物质等。
按化学构造助磨剂能够分为三类：聚合无机盐、聚合有机盐及复合化合物。
1.2 水泥助磨剂的种类助磨剂种类众多，助磨成效差别很大，应用许多的就有百余种。
助磨剂的分类方式许多，从成份构成上的差别可分为纯净物和混淆物（见表 1）。
依据增添时的物理状态，助磨剂可分为固体、液体随和体助磨剂。
固体助磨剂一般制成粒状或粉状，液体助磨剂多是溶液或乳剂。
采纳液体助磨剂比采纳固体助磨剂，在工艺上更简单控制。
依据助磨剂的化学构造可分为以下三类：碱性聚合无机盐：除用于硅酸盐粉磨以外，一般多于磷酸盐优于多聚硅酸盐；碱性聚合有机盐：最适合采纳聚炳烯酸脂；偶极一偶极有机化合物：如烷烃、醇胺等。
2水泥助磨剂的作用及其机理2.1 水泥助磨剂的作用常用助磨剂拥有较大的吸附力，比较简单的吸附在研磨体、衬板、物料颗粒表面以及物料颗粒裂痕中，形成一层“包裹薄膜”。
所以，有以下几种作用：（1）在磨机状况不改变的条件下，可提升磨机产量幅度，同时可有效减少过粉磨现象，优化水泥颗粒级配；（2）保持原磨机产量不变或小幅度增产的条件下，提升水泥粉磨细度及比表面积，使水泥强度提升；（3）可改良磨内物料的分别性，有效除去水泥微细颗粒的静电吸附和包球糊磨现象；（4）改良水泥的流动性，提升输送设施的效率。
怎样做好助磨剂小磨试验
席耀忠
摘 要：水泥助磨剂小磨试验是检测助磨剂的有效而常用的方法。然 而，业内人士对小磨试验看法不一，不了解小磨试验波动大的原因， 也不知道怎样才能做好小磨试验，并得出可靠的数据。本文重点阐 述小磨试验的误差、误差来源、小磨试验的优点和局限性以及如何做 好小磨试验，力求使大家对小磨试验有一个比较完整的看法，更好地 做好小磨试验。 关键词：统一小磨；小磨试验；试验误差；误差来源；助磨剂；助磨效果 中图分类号：TQ172.639 文献标识码:A 文章编号：1001-6171（2011）02-0087-05
通讯地址：中国建筑材料研究总院，北京 100024； 收稿日期：2010-08-24； 编辑：吕 光
2011/2 水泥技术
87
粉磨技术
表 1 河北省某水泥厂助磨剂小磨试验误差统计
次数
比表面积 0.08mm 标准稠度 凝结时间，min 抗折强度，MPa 抗压强度，MPa
m2/kg 筛筛余，%
%
初凝 终凝 3d 28d 3d 28d
6
-6.7
-0.1
0.4
-5 -5 0.2 -0.2 5.3 -1.3
7
2.7
-0.8
0
-40 -50 0
0
0.3 4.0
8
5.6
-0.3
0.8
+1 -3
0
0.1 -0.8 0.7
9
11.2
-0.1
-0.1
-9 -14 0.3 -0.5 0.3 4.1
10
8.5
-0.1
不同助磨剂对水泥粉磨效率的影响
不同助磨剂对水泥粉磨效率的影响O引言生产实践表明，同种助磨剂对同种水泥的助磨作用差异较小；同种助磨剂对不同水泥、不同助磨剂对同种水泥的助磨作用差异很大。
助磨效果好坏取决于助磨剂和水泥两者的品种、质量及配合比等因素，这里存在着助磨剂对水泥适应性的问题。
复合助磨剂对各种水泥的助磨效果较好，因为它遵循了“适用就是最好”的搭配规律。
本文选择不同助磨剂对各种水泥进行了粉磨效率的试验研究，以寻求相关的使用规律，为正确使用助磨剂、提高磨机的粉磨效率和企业经济效益提供实用的理论依据。
1试验1.1试验材料及仪器试验用立窑熟料来自FSFJ厂，回转窑熟料来自MZTP厂，试验用水泥熟料的化学成分、率值及矿物组成见表1；二水石膏的S03含量为36.07%；助磨剂分别为：含三乙醇胺的S齐h含乙二醇的Y齐（J、含木质素磺酸盐的M剂和由多聚磷酸钠（D）与丙二醇⑻复合而成的DB齐!J（D：B=2：Do此外还有粒化高炉矿渣和沸石混合材。
试验仪器有：Φ500mmX500ιmn小磨、CilaSIO64L激光粒度测试仪、DBT-127型勃式透气比表面积仪和SXY150—13负压筛析仪（80μm筛筛析）O1.2试验过程将水泥熟料用PCX30型高效细碎机破碎到粒度＜5mπι,然后将熟料与矿渣、沸石分别按普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、火山灰水泥的比例配合，3种水泥的配比见表2。
按上述比例配好的试样分别取5kg,与浓度为30%的助磨剂一并入磨粉磨20min,进行空白样和掺加助磨剂（0.03%）试样的对比。
粉磨完毕后，分别测定各水泥试样的80HnI筛筛余、比表面积及粒度分布的情况，以数据确定不同助磨剂对粉磨效率的影响。
2试验结果和分析掺加不同助磨剂后的3种水泥颗粒组成测定结果。
2.1试验分析1）80UnI筛筛余的变化掺加不同助磨剂后，3种水泥筛余均有不同程度的减少，但减少的幅度差别较大。
普通硅酸盐水泥减少幅度在4.8%—24.2%,火山灰水泥减少幅度在9.7%—29.0%,矿渣水泥的筛余减少幅度在4.9%~12.8%o DB剂和S剂的助磨效果最佳；M剂次之；Y剂效果较差。
浅谈水泥助磨剂小磨试验
浅谈水泥助磨剂小磨试验助磨剂小磨试验是助磨剂研发、推广和使用中常用的一种试验方法。
本文重点讨论小磨试验的误差及其来源、小磨试验的局限性以及如何做好小磨试验等问题，力求使大家对小磨试验有一个比较完整的看法。
一、小磨试验的误差河北某水泥厂使用北京产液体助磨剂,掺量0.035%。
助磨剂由罐车送往该厂，半个月左右一次。
该厂对每批进厂助磨剂均做小磨试验。
从中的差值变化范围可知，单次测量的各项物理性能变化波动较大。
例如，掺助磨剂水泥与不掺助磨剂的水泥相比,终凝时间从提前50分钟到延迟8分钟，3天抗压强度从降低3。
5M P a 到增加5.3M P a 。
假如做一次小磨试验,3天强度下降了3.5M P a ，你就会判断所使用的助磨剂效果不好，从而选择放弃，而这可能是错误的结论。
如果另一次试验得出3天强度提高5。
3M P a ,你就会认为助磨剂效果很好,而实际可能并没有那么好。
二、小磨试验误差来源影响小磨试验的因素很多,下面从小磨结构参数和运转参数、水泥成品原料以及物理检测误差等方面来阐述。
1.试验小磨结构参数和运转参数1981年，为了提高试验小磨测定水泥熟料标号的可比性，建筑材料科学研究院（中国建筑材料科学研究总院的前身）专门成立研究小组，研究小磨规格、结构、研磨体装载量、级配、球段比、转速，以及熟料装入量和粒度等因素对强度测试的影响，设计出统一的试验小磨，对比了54种熟料的强度测定，于1984年制定了《水泥熟料标号测定方法技术条件》。
通过大量试验总结出的测定方法适用于大部分水泥厂，但仍有部分水泥厂反映其不适用方面。
现在大部分水泥厂使用统一小磨，只有用统一试验小磨做出的数据，才可能进行厂际对比。
小磨运转的环境温湿度变化对试验结果有明显的影响。
我们用椎500×500m m 小球磨机做了几次磨温对结果的影响的试验，结果趋势相同。
当时磨房温度30℃，连续磨10磨。
第一磨和第十磨为空白样(磨之前洗磨3次以消除残余助磨剂的影响）,第二磨至第九磨为掺助磨剂的矿渣水泥试样。
影响小磨细度的因素
影响小磨试验的因素很多，下面从小磨结构参数和运转参数、水泥成品原料以及物理检测误差等方面来阐述。
1.试验小磨结构参数和运转参数1981年，为了提高试验小磨测定水泥熟料标号的可比性，建筑材料科学研究院（中国建筑材料科学研究总院的前身）专门成立研究小组，研究小磨规格、结构、研磨体装载量、级配、球段比、转速，以及熟料装入量和粒度等因素对强度测试的影响，设计出统一的试验小磨，对比了54种熟料的强度测定，于1984年制定了《水泥熟料标号测定方法技术条件》。
通过大量试验总结出的测定方法适用于大部分水泥厂，但仍有部分水泥厂反映其不适用方面。
现在大部分水泥厂使用统一小磨，只有用统一试验小磨做出的数据，才可能进行厂际对比。
小磨运转的环境温湿度变化对试验结果有明显的影响。
我们用椎500×500mm小球磨机做了几次磨温对结果的影响的试验，结果趋势相同。
当时磨房温度30℃，连续磨10磨。
第一磨和第十磨为空白样（磨之前洗磨3次以消除残余助磨剂的影响），第二磨至第九磨为掺助磨剂的矿渣水泥试样。
结果表明，从环境温度30℃开始，每磨一磨磨机温度提高5℃~8℃；从50℃开始，每磨一磨提高2℃~3℃；达到66℃以后，发热与散热相当。
而当水泥粉磨温度提高28℃时，可使不断细化的水泥颗粒集聚程度增加，流动性变差，过粉磨程度提高（比表面积增加），粉磨效率下降（45μ筛筛余增加），磨得的水泥标准稠度需水量稍增加，凝结时间延长，强度稍有下降，尤其是28天强度降低1.2MPa 。
隆冬季节室温在0℃以下，小磨试验的第一磨由于磨温太低，粉磨效果不好，往往在磨机温度高于10℃时才正常。
多雨或湿度较大的地区，水泥原料含湿量较大，易磨性好的原料被磨细后易集聚成片，造成筛余变大，越磨越“粗”。
这也是好的助磨剂磨出的水泥有时筛余反而大的原因。
2.水泥成品粉磨原料质量波动水泥原料包括熟料、石膏和混合材（矿渣、粉煤灰、炉渣、煤矸石和石灰石等）。
这些原料的特点是批量大、质量波动大，要选取比较有代表性的样品十分困难。
助磨剂在水泥粉磨中的应用
4.5助磨剂在水泥粉磨中的应用在粉磨过程中，加入少量的外加剂，以消除细粉粘附和聚集现象，加快物料的粉磨速度，提高粉磨效率，还能提高3-30μm含量10-20%，有利于球磨机优质、节能、高产。
这类外加剂统称为“助磨剂”。
使用助磨剂在大多数情况下能提高磨机产量，特别是水泥需要细磨的情况下更显重要。
在国外助磨剂的应用十分普遍，95%的水泥磨机都使用助磨剂。
在国内有些水泥厂，以前也使用过助磨剂，如：三乙醇胺、乙二醇、丙二醇、石油酸钠皂等一类化工厂下脚料，但由于来源短缺、价格增涨，渐渐停用。
从外加剂作用机理看，我们可以把助磨剂分为两类：工艺型助磨剂和功能型助磨剂。
工艺型助磨剂是降低物料表面能、减弱分子引力所产生的聚合作用、帮助外力作功时颗粒裂纹的加速扩展，从而提高粉磨效率和产品的比表面积，实现球磨机优质、节能、高产；功能型助磨剂则是利用化学物质特有的功能，激发材料活性、提高水泥强度、缩短凝结时间等实现磨机高产。
因此，后者含有一部分碱性物质。
在建筑施工中，如果再使用混凝土外加剂，容易产生不兼容现象，造成水泥制品、水泥构件质量下降，特别在钢筋锈蚀、混凝土开裂等方面，危害较为严重。
由此可见，在使用助磨剂时，尽量选择工艺型助磨剂，如：HY-1高效水泥助磨剂等，该助磨剂是由石油精炼所得磺化芳烃的醇酸盐、植物油等原材料，经特殊工艺加工而成的中性物质，不含Cl－、K+、Na+等对混凝土耐久性不利的成分，掺量0.6~0.8%，提高产量10~30%，增加比表面积20~80 m2/kg。
如果粉磨工艺不得不添加功能型助磨剂时，那么，就在小磨试验前、后，都应该请权威部门严格检验认定，方可投入批量使用。
使用助磨剂，可以获得比表面积较高的粉磨产品，并减少过粉磨现象。
同时，物料在磨内的流速会加快，在磨内停留时间缩短，引起出磨细度（筛余）的变化。
对于开流粉磨来说，必须调节磨内工况，适应粉磨产品的细度要求；对于圈流粉磨则要控制出磨细度（筛余）在正常范围之内，决不允许有筛余值逐渐增大的现象发生。
助磨剂
假如其中的NaCl含量为30%，那助磨剂中加入的氯离子量为0.15-0.18%。
即使现在可把掺量降到0.5%，但加到水泥中的氯离子或硫酸根离子的量是没有变的。
再外加水泥熟料及混合材中的氯离子量，水泥中的氯离子量将远远超过水泥新标准中的规定量。
（2）碱-骨料反应和水泥的含碱量限制。
众所周知，水泥中的碱能与活性骨料发生反应而产生膨胀，甚至导致混凝土的开裂和破坏。
因此，在许多重大工程中，限制所用水泥中的含碱量要小于0.6%。
粉体助磨剂的掺量在0.8-1.0%左右，假如其中的NaCl含量为30%，那助磨剂中加入的Na2O量为0.16-0.20%，如其中还含30%的Na2SO4，则进一步增加0.10-0.13%的Na2O，这对低碱水泥的碱含量限制和潜在碱-骨料反应的发生会有很大的影响。
美国在在建设高峰时期也没有太多关注碱-骨料，结果在八、九十年代时，全国发现了大量的因碱-骨料反应而导致混凝土结构破坏的案例，现在大家是“见碱变色”。
许多调查研究结果表明，我国许多地区的骨料是碱活性的，而且也已发现有许多因碱-骨料反应而导致混凝土结构破坏的案例。
因而在水泥中添加Na2SO4需要考虑潜在的后果。
（3）泛碱现象及混凝土强度倒缩在水泥中添加硫酸钠有时能引起泛碱现象，掺量高时还能导致28天及以后龄期强度的倒缩尽管水泥混凝土中对硫酸钠没有直接的规定，但许多国家、地区或工程项目对碱是有严格规定的。
硫酸钠对混凝土性能的影响会是多方面的。
种类型号水泥助磨剂的种类（1）ZM系列助磨剂（义乌安宝公司）采用聚合多元醇，替代50% 三乙醇胺，复配后助磨和增强效果俱佳，成本大幅度降低。
（2）XK系列聚合多元醇、助磨剂母液、大掺量石灰石助磨剂、矿粉助磨剂等（山东临沂双凯助磨剂研发有限公司）（3）CBA1110 水泥添加剂（格雷斯公司）：CBA1110 水泥添加剂中含有一种极微量成分CB110，它能催化C4AF的水化反应，并形成一种可溶的化合物，促使这种水化物离开水泥颗粒表面，从而有助于被C4AF相包围的硅酸钙相的水化反应。
有关使用水泥助磨剂后出现某些问题及现象的原因分析
有关使用水泥助磨剂后出现某些问题及现象的原因分析有关使用水泥助磨剂后出现某些问题及现象的原因分析2011-06-10 18:13近年来，伴随我国水泥工业的高速发展，水泥助磨剂行业也在不断发展壮大，国内大大小小的助磨剂企业达几百家，已经形成一个不可小觑的水泥次生产业。
水泥助磨剂企业作为将助磨剂产品引入水泥生产的推动者，引导水泥企业正确认识和使用水泥助磨剂，帮助水泥企业正确判断助磨剂应用过程中出现的某些问题，将有助于水泥企业提高产品质量的可控性、降低使用助磨剂的质量风险。
那么，水泥企业在使用助磨剂过程中为什么会出现效果上的较大波动呢？根据笔者的经验，使用助磨剂后，如果在某一时间段内水泥质量产生较大的波动，那么可能是水泥厂家的原材料发生了较大变化或助剂计量泵失准，但也不排除有些助磨剂企业为追求短期利益，放松对助磨剂的质量控制，随意改变助磨剂配方，以致影响到水泥质量。
其实，水泥企业与助磨剂企业之间不应是两个利益团体的博弈，而应是互相依存、共同发展的互利双赢的关系。
下面，笔者对水泥企业在使用助磨剂过程中出现的某些问题进行简要的分析，以帮助水泥企业正确认识和使用助磨剂。
1、使用助磨剂后，为何水泥凝结时间延长其实，这个现象很容易解释。
国内的助磨剂多为复合型，即集提产、增强、减水、改善流动性等为一体的。
水泥企业使用助磨剂的目的多为增加混合材掺量，而混合材掺量增加后，推迟了水泥水化环境形成水化产物结晶浓度的时间，宏观上表现为水泥加水后形成初始强度的时间，结果凝结时间被延长了。
此外，助磨剂中复配有含多种O H -、-C O O H 的有机表面活性剂，以增加助磨效果。
而恰恰是由于表面活性作用，使得这些多羟基化合物在固-液界面产生吸附，羟基在水泥粒子表面的C a2+表面形成吸附膜，或水泥粒子表面的O2-形成氢键，或-C O O H 与C a2+、M g2+在前行环境中形成不稳定的络合物沉积在水泥颗粒表面，控制了加水初期液相中C a2+的浓度，以上诸多因素阻碍了水泥水化过程，改变了初始结果形成的时间，因此凝结时间就被延长了。
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助磨剂小磨实验与大磨的差距
如今，一些用户和助磨剂研发单位都普遍用，助磨剂加入小磨中实验的方法，去实验助磨与增强效果，结果造成偏差很大，误解了助磨剂效果，其原因主要有以下几点；
（1），因静电吸附产生的因素有；力度，速度，温度，在小磨中这些因素相差太远，产生静电吸附的程度也相差太远，两者没有任何可比性。
（2），小磨中温度一般只有50度左右，根据物体热涨冷缩规律与助磨剂化学性质在温度条件下的活性，两方条件因素影响下，助磨剂化学活性不能正常发挥。
（3），石膏由于需要达到100-125度时，脱水成半水石膏后，才能更好的溶解起到缓凝调节增强作用，大磨中的石膏溶解速度和溶解程度是小磨中无法模拟的，强度影响与结果偏差是明显的。
另有学者认为石膏脱水后失去效果也是错误的，那是因为石膏脱水过多后溶解速率低不能满足水泥需求，因而水泥需要一定数量的，和一定溶解速度的半水石膏来满足水泥水化需求，当然磨温低时，石膏就白加了，就好比做石膏模型时石膏烧轻了或烧很了都做不成，就是烧成半水石膏才水化反应的。
（4），由于不同的混合材性质与配比，有时会导致小磨中自身流速偏快，如加助磨剂实验会出现磨内流速更快，研磨更不充分，导致加助磨剂还没有不加磨的细，弄的事得其反。
当有些混合材产生静电吸附很重时，或受小磨中水分不能得到蒸发的因素干扰，加助磨剂后也会出现没有助磨效果或不明显。
（5），小磨中由于受钢球力度和球配与孔隙率的原因影响，在有些混合材粉磨时，易出现选择性粉磨，虽细度相当，但熟料的颗粒配比中大颗粒过多，而混合材被磨得过细后导致水泥需水量增大，也因细粉过多结构密实，两者因素影响后水泥强度会出现增长变多，很理想，但到大磨上就很不理想了。
（6），由于早期都是粉体助磨剂，也因粉体的助磨提产效果差也对小磨干扰不明显，因此都沿用粉体的实验方法，如今液体的助磨能力很强对流速变化已经很敏感，如还沿用老方法是不能试出助磨剂功效的。
如今助磨功效也只能到大磨上才能试出，只要化学增强才能用小磨试出，具体做法被称为勾兑实验，勾兑实验最准确的是，取大磨没有加过助磨剂的空白水泥，按助磨剂与水泥掺加比例，在天平上用注射器抽取后，与成型时的水一起加到搅拌锅中摇晃均匀即可，如没有大磨空白水泥采用小磨空白水泥也行，只不过准确性有偏差。
由于勾兑实验是纯化学激发没有物理辅助，通常增强效果都低于大磨效果。
济南加能建材有限公司。