助磨剂

助磨剂是由一种或多种具有表面活性的物质和其他化学助剂构成的，在水泥物料粉磨过程中可以显著降低磨粉的表面能，克服磨粉间的吸引力，减小粉碎阻力，防止糊球糊磨，提高磨粉的流动性，从而降低磨机功耗，提高粉磨效率。关于助磨剂的作用机理，国内外的学者曾做过长期的研究，归纳起来主要有三种理论，分别为强度学说、分散学说及衬垫学说 。

助磨剂强度学说

当助磨剂随物料加入磨内后，首先被吸附在被磨固体物料的表面，使固体物料的表面能降低。同时，助磨剂分子还会吸附在固体物料的裂纹内壁上，进一步进入到裂纹的表面,随着裂纹的形成和不断扩展，起到“楔子”的作用，不仅阻止裂纹闭合而且促使裂纹的扩大，从而加速断裂的产生。在粉磨的中后期，助磨剂主要起分散作用，延缓或减轻细物料的凝聚。

助磨剂分散学说

助磨剂能在物料表面产生选择性吸附和电性中和，消除静电效应，减小微细的、颗粒聚集的能力和机会，从而减少磨内粘球和糊衬板的现象，提高细粉物料的分散度，提高机械能的利用率，因而可提高磨机的粉磨效率。

助磨剂衬垫学说

助磨剂能消除或大大减少钢球和磨机内壁上粘附细粉所产生的衬垫，增强钢球对物料的撞击力，破坏磨机内部的吸引热力、化学力和机械力

助磨剂水泥

简介

水泥助磨剂是一种化学外加剂，在水泥粉磨过程中掺入少量即可改善粉磨过程。为了提高粉磨效率，降低粉磨电耗，提高水泥粉磨细度和水泥强度，在不改变工厂现有工艺和设备条件的前提下，在粉磨过程中，添加微量或少量的助磨剂去影响粉磨作业的机械力。

水泥助磨剂是水泥产业链中的一个小产品，但是它在水泥行业中提产降耗等方面起着十分重要的作用，能为水泥企业带来实实在在的效益。

20世纪80年代中期，我国研制成功了三个系列十多种助磨剂，分别适用于不同品种的水泥研磨。在比表面积不变的情况下，磨机台时产量提高10% ～20% ；矿化剂对熟料煅烧的产、质量提高；缓凝剂对水泥品质、性能的改善等等，已成为水泥生产中不可缺少的得力助手。随着建筑工程技术水平的提高，一般混凝土已不能满足不同施工技术条件的需要，人们已研究出能够改变混凝土各种性能的外加剂。如：配制优质高强度的混凝土、缩短施工工期加快建筑速度、满足特殊条件下的施工要求、实现混凝土水平和垂直方向的泵管输送、发展集中工业化大规模生产的商品混凝土等等；外加剂使混凝土的使用性能变得随心所欲，外加剂已成为除水泥、砂、石和水之外的第五种必不可少的组成材料。水泥和混凝土外加剂专项研究成果及其技术经济意义、工厂与工地的实施经验写真，执行水泥新标准后水泥企业的生产技术实践，部分国家标准和行业标准选登等等，必将对我国水泥企业、水泥制品及建筑施工部门正确、规范地了解和使用外加剂，起到积极的促进作用 。

作用

1.在水泥磨机状况不改变的条件下，可以改变磨内物料的分散性，有效消除水泥微细颗粒的静电吸附和包球糊磨现象，优化水泥颗粒级配。

2.在保持相同的水泥强度等级，利用相同的水泥熟料和混合材并适当调整其配比的条件下，添加水泥助磨剂后水泥熟料一般可以降低6-10%，同时增加混合材总量6-10%。

3.在维持原有磨机产量不变，提高水泥粉磨细度及比表面积使水泥强度3天提高20%,28天提高10%以上；或维持现有的水泥粉磨细度及比表面积，可以提高水泥磨机的产量10%以上。

水泥助磨剂还可以为水泥企业带来的直接经济效益：单产水泥电耗，研磨体的消耗量，磨机衬板消耗量，维修费用相应下降，生产率提高，企业生产规模扩大，成本下降。同时水泥助磨剂的使用可以改善水泥的流动性，提高选粉机的效率，减少水泥结库现象，水泥装卸时间和费用均会相应下降。

掺量

（1）使用水泥助磨剂的企业都知道，水泥助磨剂每个品种都有其最佳掺量，液体产品掺量一般在0.03%-0.15%，掺量范围大，价格悬殊也大；粉体产品掺量一般在0.5%-1%，掺量大，价格也低。实际上，助磨剂加少了起不到好的效果，加多了助磨效果也不能增加多少，水泥企业追求的应该性价比高的产品。我国国家标准《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）于2007年6月1日正式实施， 在这个水泥新标准中增加了“水泥生产中允许加入≤0.5%的助磨剂和水泥中的氯离子含量必须≤0.06%”的要求。原来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%，那助磨剂中加入的氯离子量为0.15-0.18%。即使可把掺量降到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。

助磨剂粉体

粉体助磨剂一般使用的主要原料由：三乙醇胺（助磨）、工业盐（导致氯离子超标）、硭硝、元明粉（易结晶），以粉煤灰作为载体搅拌混合均匀生产而成，一般粉体助磨剂往往很少添加助磨成分，粉体助磨剂的最大弱点：后期强度不好和助磨效果不够理想，可以通过增加少量三乙醇胺或者中博聚合多元醇改善粉体助磨剂的助磨效果。

助磨剂液体

液体水泥助磨剂原料：三乙醇胺、聚醚醇胺（新型助磨剂原料）、聚合醇胺、聚合多元醇、三异丙醇胺、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、糖醚（也称为糖蜜、桔水，用于调色或改善水泥和易性/调节凝结时间，有增强效果）、醋酸钠（也成为乙酸钠）、十二烷基苯（提高流速）、硫酸铝、氯化钙和硫酸钠等 。

近年来还出现了高分子合成助磨剂，主要是聚羧酸系为主，但是聚羧酸系助磨剂和萘系混凝土外加剂不相容性制约了他的发展，还有三乙醇胺改性的高分子合成系列水泥助磨剂，助磨剂产品的最终一步都需要复配工艺完成。

助磨剂按使用时的物理状态分为：固体、液体、和气体助磨剂。固体助磨剂一般制成颗粒状或者粉状，而液体助磨剂多是溶液或乳剂，气体助磨剂则较少使用。按化学组成助磨剂可以分为三类：聚合无机盐、聚合有机盐及复合化合物等。常被用作水泥助磨剂的表面活性剂主要有以下种类:（1）醇类小极性分子，如乙二醇、丙二醇、二乙二醇等。（2）胺类小极性分子，如三乙醇胺、酰胺等。（3）不饱和脂肪酸类，如硬脂酸、油酸等。（4）盐类，如六偏磷酸钠、硬脂酸钠等。（5）矿物类，如滑石粉、粉煤灰、焦碳、煤等。（6）其他，如苯乙烯类的共聚体、马来酸酐衍生物等。

一般为表面活性物质，具有降低比表面能和“楔入”粒子裂缝的作用。

物料在细磨过程中，颗粒逐步细化，比表面积增大，其表面因断键而荷电，粒子相互吸附并出现团聚，使粉碎效率下降。加入少量助磨剂，可以防止粒子团聚，改善物料流动性，从而提高球磨效率，缩短研磨时间。

如氧化铝干磨时加入适量油酸，湿磨时加入少量氯化铝。研磨普通瓷料时加入一定量的亚硫酸纸浆废液等。

助磨剂种类繁多，随研磨物料而异，一般以高分子化合物： 聚合多元醇、聚合醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、乙二醇、二乙二醇等为首选材料。

对于水泥助磨剂，可以定义为：能够改善水泥加工中物料易磨性能，提高研磨效率的掺加量不超过0.5%的一种或多种表面活性物质 。

提高粉磨效率，降低粉磨作业电耗是水泥企业提高经济效益的有效手段，为达此目的，国内水泥企业一般采取两种措施：一是改进粉磨机械的结构，改进粉磨工艺流程和方式以使更多的机构能通过粉磨介质作用于物料上；另一种方法是在粉磨过程中加入微量或少量的添加剂，即助磨剂去影响粉碎作业中的力学化学过程，从而达到提高粉磨效率的目的。后者具有投资少、见效快、操作简单、能改善水泥的物理性能等优点，越来越受到重视。

在水泥研磨的过程中，微颗粒的表面会形成越来越多的不饱和价键和带有正负电荷的结构单元，使颗粒处于亚稳定的高能状态。颗粒表面能也急聚增加，微颗粒的群体在比较大的相互引力的作用下，结成难以再次分散的团聚体，颗粒再聚结增加超细的研磨难度 。助磨剂加入后，在保持原有质量标准的条件下，可提高水泥磨机产量10%-30%，节电6-12kWh/t；水泥颗粒级配明显改善；在保持原有磨机产量时可使水泥强度提高3-10MPa;保持原有水泥产量和质量可多掺加混合材3%-8%；使用助磨剂可以根本上改善水泥粉磨的工况，降低循环负荷，提高选粉效率，也可降低水泥气力输送的电耗和对管道的磨听风；助磨剂对提高混凝土的早期强度，改善流动性带来一定的好处；也有利于改善水泥混凝土的和易性、抗渗性和抗冻性，提高其钢筋黏结力；水泥颗粒级配明显改善。通过加入助磨剂可以降低粉磨作业时的电耗，提高粉磨效率，给企业带来经济和社会效益。表1是加入部分助磨剂及掺量对矿渣水泥细度和强度的影响。

1、1%粉体水泥助磨剂 ：

粉体助磨剂母液3%、工业盐5%、生石灰粉15%、载体77%

2、0.5%粉体水泥助磨剂：

粉体助磨剂母液5-6%、工业盐15%、生石灰粉25%、载体64-65%

3、0.1%液体水泥助磨剂：

(1)、液体助磨剂母液20%、无水氯化钙25%、水55%

(2)、液体助磨剂母液20%、无水氯化钙15%、白糖5%、水60%

(3)、液体助磨剂母液16%、无水氯化钙15%、硝酸钙20%、糖蜜5%，余量为水

助磨剂配方不是一劳永逸的配方，需要经过科学试验，针对不同熟料和混合材做对比试验，总结经验才行。水泥新标准的实施为助磨剂行业的转型打入了强心针，粉体助磨剂向液体助磨剂的转型势在必行。液体助磨剂的技术发展比较迅速，近期各高校和部分助磨剂企业在开发新型助磨剂，有的是高分子合成的助磨剂，助磨剂行业将迎来欣欣向荣的大好局面 。

2007年中国水泥协会成立了水泥助磨剂分会，标志着中国水泥助磨剂行业的发展驶入了规范发展的快车道！

目前，水泥集团纷纷自建水泥助磨剂项目，自产自用的新型助磨剂生产模式正在形成，水泥企业自产助磨剂将成为新形势下助磨剂行业的发展趋势。

小型水泥厂现场搅拌直接使用，流程如下：

可以选择化工用吨桶来作为助磨剂的搅拌容器和使用容器，按照一只吨罐存放一吨助磨剂设计。然后实际测量一下水应该在每只吨罐中的位置，并在每只罐上进行标注，以便每次生产助磨剂时无需计量，按标记加入水即可。原料加入顺序是，先按生产比例将水加入到吨罐中，然后放入助磨剂母液。加入后，用一只钢管人工搅拌一下，以便让罐中的液体快速溶解。（建议：助磨剂应在磨头旁生产，以便生产完成后无需搬运直接使用。）

大中型水泥厂及助磨剂生产企业设立工厂加工生产，流程如下：

A- 水

B- 助磨剂母液 →依序按比例加入搅拌桶搅拌，搅拌30分钟即可。→高效液体助磨剂→包装→成品

助磨剂母液为新型的水泥助磨剂原料。是采用多种表面活性剂复合而成的。助磨剂母液产品不易燃，无毒且不挥发。生产出的成品水泥助磨剂产品符合JC/T667－2004标准的要求。

粉体助磨剂母液：主要生产1%及0.5%无氯及低氯离子粉体水泥助磨剂。

液体助磨剂母液：主要生产0.1%液体水泥助磨剂。