1試驗(yàn)分析
在眾多的水泥助磨劑中，醇胺類化合物是其中應(yīng)用較早、使用較廣、效果較好的一種，早在20世紀(jì)30年代，美國(guó)、德國(guó)等國(guó)家就先后用醇類醇胺類在助磨劑的使用中做了嘗試，并取得經(jīng)驗(yàn)，后來(lái)在多國(guó)家普及中得到進(jìn)一步發(fā)展和完善，較有效的醇類物質(zhì)有甲醇、乙二醇、丙三醇等，醇胺類物質(zhì)有一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三異丙醇胺等，它們?cè)谒嗄ブ浦袑?duì)提高水泥物料細(xì)度、粉磨速度及水泥強(qiáng)度都起到不同程度的影響。其中有的化合物對(duì)水泥早期強(qiáng)度提高明顯，但對(duì)后期強(qiáng)度影響較小，或相反；有的化合物對(duì)水泥早期強(qiáng)度影小，但對(duì)后期強(qiáng)度供獻(xiàn)較大；有的化合物對(duì)水泥孔隙率帶來(lái)好的影響，有的則相反；還有的化合物對(duì)水泥粉磨效率有影響，而對(duì)水泥各齡期強(qiáng)度影響甚徽，介于上述情況，需要找出某種化合物或其組合物來(lái)發(fā)揮目前助磨劑在使用中的長(zhǎng)處，彌補(bǔ)其不足，以使新研制的助磨劑在水泥磨制過(guò)程中起到較明顯、全面、理想的作用。
助磨劑中大部分醇、醇胺類化合物大都為極性較強(qiáng)的化合物，醇胺類化合物大多為離子型表面活性劑，它們組成的元素、分子質(zhì)量、結(jié)構(gòu)、基團(tuán)類型不同，顯示出不同的分子極性和分子活性，以及某些化學(xué)特性，如有較好的親水性、潤(rùn)濕性、潤(rùn)滑性，在作為助磨劑時(shí)，這些性質(zhì)直接影響了物料的流動(dòng)性、分散性、易碎性。一般認(rèn)為醇、醇胺類物質(zhì)由于帶-OH－基極性基團(tuán)，顯示了的極性，在消除水泥顆粒間相互吸引減弱細(xì)粉結(jié)團(tuán)、黏滯方面做出了貢獻(xiàn)，醇胺類多種表面性劑表現(xiàn)出的分子活性和潤(rùn)滑性，在減小粉磨顆粒間、顆粒和磨體球鍛間的摩擦阻力，增加物料的分散性、流動(dòng)性方面起到了良好的作用，有些活性有機(jī)及無(wú)機(jī)物，在同粉磨顆粒相接觸時(shí)靠其較好的潤(rùn)濕作用、滲透作用和吸附作用使顆粒表面自由能減小，或侵入到固體表面的裂縫中，去影響裂縫的延展和削弱晶粒間的結(jié)合力，從而降低固體硬度，使破碎阻力減少，有些有機(jī)物由于結(jié)構(gòu)的特殊性，如特殊的支鏈和官能團(tuán)，可在添加時(shí)引入適量的氣體，可改善水泥孔隙率和晶體最終表面，近幾年人們通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)一定數(shù)量的有機(jī)物或無(wú)機(jī)物，可允當(dāng)催化劑去影響水泥水化時(shí)的反應(yīng)的速度和最終反應(yīng)結(jié)果。
人們從實(shí)踐中得知，三乙醇胺在發(fā)揮其活性劑作用外，對(duì)水泥早期強(qiáng)度的提高很有效，對(duì)水泥后期強(qiáng)度影響較差或有減弱傾向，這是因?yàn)槿掖及纺艽龠M(jìn)水泥熟料中鋁酸鹽的早期水化，延緩了硅酸鹽的水化速度，從而提高水泥早期強(qiáng)度延緩了水泥后期強(qiáng)度。人們還發(fā)現(xiàn)三異丙醇胺不但對(duì)水泥早期強(qiáng)度有所提高，還對(duì)水泥的后期強(qiáng)度有增進(jìn)作用，這是因?yàn)槿惐及穾в辛u丙基基團(tuán)，而羥丙基基團(tuán)能夠促進(jìn)水泥中硅酸二鈣的水化，從而提高水泥的后期強(qiáng)度，與三乙醇胺相比對(duì)水泥早期強(qiáng)度的影響稍差，還有一個(gè)缺點(diǎn)是，加入三異丙醇胺會(huì)帶入一定量的氣體，使孔隙率度變大，即水泥顆粒間的密度變小，以致影響水泥試塊的強(qiáng)度。有些活性無(wú)機(jī)物質(zhì)在作為助磨劑使用時(shí)，可消除磨機(jī)內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)間由于快速運(yùn)轉(zhuǎn)而造成的靜電現(xiàn)象，還可在水泥礦物水化時(shí)，對(duì)其水化速度、方向產(chǎn)生影響，如硫酸鈉的存在可以促進(jìn)水泥鈣釩石的生成。依據(jù)上述理論可通過(guò)試驗(yàn)找出一種或多種組合物質(zhì)，在既保證目前常用助磨劑優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，又能克服它們?cè)趹?yīng)用中的不足。并通過(guò)選取無(wú)機(jī)助磨劑以及外加劑，進(jìn)行優(yōu)化組合，來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
2試驗(yàn)部分
2.1試驗(yàn)思路
思路一：選取某一表面活性劑來(lái)替代三乙醇胺，稱之為小分子表面活性劑B.選取無(wú)機(jī)助磨劑中的一種或兩種來(lái)參與，增加石灰石這一材料為混合材，選取一種減水劑做對(duì)比試驗(yàn)。
思路二：(1)兩種有機(jī)助磨劑的組合試驗(yàn)，這一思路避開(kāi)三乙醇胺這一常用助磨劑材料，用三異丙醇胺代替，并取小分子表面活性劑與其配合。(2)石灰石充當(dāng)混合材，對(duì)配方的影響。(3)無(wú)機(jī)助磨劑的參與，對(duì)配方的影響。(4)減水劑的加入對(duì)配方的影響。
2.2試驗(yàn)方法
2.2.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器
試驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)磨：JYφ500mm×500mm；PE60×100顎式破碎機(jī)，SF-1500水泥細(xì)度負(fù)壓篩析儀，布萊因比表面積測(cè)量裝置。NRJ-411型水泥膠砂攪拌機(jī)，2S-15型水泥膠砂振實(shí)臺(tái)，CZ-85型水泥膠砂振動(dòng)臺(tái)，DKZ-500型電力抗折實(shí)驗(yàn)機(jī)，NYL-300B型壓力實(shí)驗(yàn)機(jī)，水泥稠度測(cè)度儀、凝結(jié)時(shí)間測(cè)定儀。
2.2.2試驗(yàn)材料
水泥材料：①熟料：取自市場(chǎng)常見(jiàn)熟料（成份見(jiàn)表1）。②礦渣：選自市場(chǎng)普通鋼渣。③沸石：本地區(qū)沸廠礦。④石灰石：料石場(chǎng)廢渣。⑤石膏：赤峰化工廠磷石膏。
助磨劑材料：①三異丙醇胺。②有機(jī)小分子表面活性劑B.③海鹽鹵：取自鹽物（主要成分為Na2SO4、CaSO4、CaCl2、NaCl，含量不小于35%）。④化工廠廢料（主要成份CaCl2，含量不少于46%）。⑤水泥減水劑。
2.2.3實(shí)驗(yàn)步聚
(1)材料處理
前先將熟料、石灰石、沸石等用鄂破機(jī)碎成φ1＜7mm的顆粒，并做材料分析。測(cè)定熟料礦物組成，見(jiàn)表1.實(shí)驗(yàn)材料化學(xué)分析見(jiàn)表2、表3.活性劑、引氣性能測(cè)試見(jiàn)表4.
(2)小磨實(shí)驗(yàn)
選8組配比，每組試樣總重為5kg，有機(jī)助磨劑用少量水稀釋后在入磨前均勻噴入細(xì)料中。粉磨時(shí)間為20min.篩余測(cè)定用0.08mm的方孔篩，凝結(jié)時(shí)間用測(cè)定儀測(cè)定，水泥膠砂強(qiáng)度用上述實(shí)驗(yàn)和依據(jù)GB/T17671-1999測(cè)定。
從以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，三乙醇胺作為助磨劑原料在單獨(dú)使用時(shí)，不再具有優(yōu)勢(shì)，三異丙醇胺單獨(dú)使用時(shí)對(duì)不同齡期的水泥強(qiáng)度都比三乙醇胺明顯。與三乙醇胺組合使用，效果略好于單獨(dú)使用，三異丙醇胺同活性劑B的組合使用，綜合效果更好，小分子活性劑B的選取和加入，起到了較理想的組合效應(yīng)，以致可以忽略掉三異丙醇胺單獨(dú)使用時(shí)所表現(xiàn)的帶入過(guò)量空氣造成試塊孔隙增大的影響。經(jīng)多次試驗(yàn)選出的小分子活性劑B，達(dá)到預(yù)期的結(jié)果。
在多次試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)石灰石的加入影響到了所采用的助磨劑組合的使用效果。但需要注意的是，石灰石的添加量是≤5%，加入量太小效果不明顯，≥5%時(shí)效果隨數(shù)量增大而逐漸消失，甚至增加水泥試體的燒失量，以及減弱水泥制件抗擊雨水、酸環(huán)境侵蝕的能力。
另外，在試驗(yàn)中探討了把水泥外加劑如減水劑在磨制水泥時(shí)加入所發(fā)生的效果，如表5所顯示，減水劑的參與，對(duì)水泥各齡期的強(qiáng)度有好的影響，不足的是提高了助磨劑的成本。
3結(jié)果與討論
綜上所述，找出了以三異丙醇胺、小分子表面活性劑B、海鹽鹵、化工副產(chǎn)物，減水劑為組合的水泥助磨劑配方。
依據(jù)現(xiàn)有水泥助磨劑理論，對(duì)某些有機(jī)活性劑和無(wú)機(jī)活性材料經(jīng)試驗(yàn)進(jìn)行了篩選和優(yōu)化組合，通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果可以看出，對(duì)三乙醇胺這一被的助磨劑原料已找到可替代的組合材料，單用三異丙醇胺要比單用三乙醇胺好，三異丙醇胺與小分子活性物質(zhì)B的組合使用，比單用三異丙醇胺好，有機(jī)助磨劑同無(wú)機(jī)助磨劑的組合比單有機(jī)助磨劑組合好，此配方宜選石灰石材料為混合材（摻量≤5%）。把減水劑摻在助磨劑里參與水泥的研磨比施工時(shí)加入要好。其具體配方為三異丙醇胺0~0.1%；小分子表面活性劑0~0.09%；海鹽鹵1~2%；化工副料0~1%；減水劑0~0.5%，摻加量為磨料重量的2%~5%.
標(biāo)簽：三異丙醇胺
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