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自1824年英國(guó)工程師阿斯普丁(Aspdin)發(fā)明水泥并取得”波特蘭”水泥權(quán)至今，水泥已成為人類社會(huì)最主要的、不可替代的三大傳統(tǒng)建筑材料之一。2013年我國(guó)水泥產(chǎn)量24.1億t，連續(xù)30年居世界。但同時(shí)，水泥工業(yè)年消耗約占4%全國(guó)能源總量、約有13億t石灰石;排放CO210億t(占總排放量的16%)NOx和SO2約200萬(wàn)t煙塵、粉塵約620萬(wàn)t，造成巨大環(huán)境負(fù)荷。近年來(lái)，水泥助磨劑作為水泥工業(yè)節(jié)能減排措施之一而廣泛應(yīng)用。按每噸熟料0.98tCO2的碳排放量與70kW·h/t的生產(chǎn)電耗計(jì)算，使用水泥助磨劑后每噸水泥可降低12kW·h/t，綜合電、58.8kg熟料CO2排放量。水泥助磨劑組分包括醇胺類、醇類、無(wú)機(jī)鹽類等，其中鏈烷醇胺如三乙醇胺(TEA)、三異丙醇胺(TIPA)因其高性價(jià)比、優(yōu)異增強(qiáng)能力而成為主要組分之一。本文對(duì)新型鏈烷醇二乙醇單異丙醇胺(DEIPA)在硅酸鹽水泥中的助磨特性進(jìn)行研究，探討其對(duì)粉磨過(guò)程及粉體綜合性能的影響，為DEIPA在水泥助磨劑中的應(yīng)用作參考。

實(shí)驗(yàn)方法

將DEIPA、TEA及TIPA均預(yù)先用去離子水稀釋成10%溶液備用。稱取物料4kg(3.88kg熟料，0.12kg二水石膏)，摻入DEIPA于500mm×500mm標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)?zāi)ブ蟹勰?，并?duì)粉磨后水泥物料進(jìn)行各種物性測(cè)試。水泥篩余量(45μm)依照GB/T1345—2005測(cè)定，Blaine比表面積依照GB/T8074—2008測(cè)定。粉體的粒度分布采用MicrotracS3500SI型激光粒度粒形分析儀測(cè)定，粉體的微觀形貌采用JSM-5900型掃描電子顯微鏡(SEM)測(cè)定。

水泥熟料中的價(jià)鍵主要包括Si—O共價(jià)鍵和Ca—O離子鍵，Si—O單鍵鍵能為443.8kJ/mol，Ca—O為133.98kJ/mol。因此，斷裂首先大量發(fā)生于Ca—O離子鍵，產(chǎn)生電子密度差異并產(chǎn)生一系列交錯(cuò)的Ca2+和O2－活性點(diǎn)及大量靜電荷，這使得鄰近顆粒間有趨向黏附和聚集的趨勢(shì)。DEIPA等類似結(jié)構(gòu)的三鏈烷醇胺，其具有極性、結(jié)構(gòu)不對(duì)稱且存在正負(fù)電荷中心。(三鏈烷醇胺的電荷中心位于中心N原子上)，易吸附于粉磨初期破裂面的Ca—O離子鍵斷裂所造成的Ca2+活性位點(diǎn)，飽和斷開價(jià)鍵屏蔽顆粒間的聚集力以防止聚集發(fā)生，從而表現(xiàn)為粉磨初期的篩余量顯著降低，且隨DEIPA摻入量的增加而改善。
在粉磨后期，粉末逐漸趨向微細(xì)化，微細(xì)粉末的團(tuán)聚及在研磨體表面的黏附成為主導(dǎo)并使粉磨過(guò)程趨向平衡;DEIPA、TEA及TIPA等三鏈烷醇胺通過(guò)改變水泥顆粒表面的靜電狀態(tài)而阻止了其團(tuán)聚過(guò)程，并消除了研磨體表面的“墊層”及過(guò)粉磨現(xiàn)象，使粉磨重新向持續(xù)微細(xì)化方向進(jìn)行，這和小于5μm顆粒含量的減少是一致的。