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醇胺类水泥助磨剂助磨作用的研究

来源: 雅博体育市海森化工有限公司  日期:2016-09-06 09:00:00  属于:产物技术
文章摘要:选用乙二醇、三乙醇胺和三异丙醇胺做助磨剂,在不异掺加量下,别离将水泥试样粉磨20min、30min、40min、50min、60min,通过阐发粉体的颗粒形貌、比表面积、45μm筛余、粒度分布和强度,探讨了各助磨剂对水泥的助磨作用。成果注解:助磨剂使水泥颗粒的形貌发生改变,同时三乙醇胺、三异丙醇胺对水泥粒度分布产生有利影响。
水泥助磨剂的助磨作用一般采用粉磨物料的细度、比表面积和强度等来评价研究。随着近年助磨剂研究的深入,国表里最先采用许多新方法,如粉碎系数K、粉磨能耗Em[、粉磨功率P和水化热等对助磨剂的助磨作用进行研究。陈云波等应用灰色关联阐发法,研究了水泥粒度分布与水泥强度之间的关系,成果注解:0~3μm区间颗粒对强度的贡献在早期很明显,随着龄期的增长,其贡献越来越小;而3~30μm区间颗粒对强度的贡献随着龄期的增长越来越大。因此助磨剂能否改变水泥粒度分布,直接影响到水泥强度。
目前国表里水泥助磨剂多以醇胺类物质为主要成分,但各成分在粉磨中所起的作用仍需深入研究。本文选择醇胺类助磨剂中常用的3类有机物,通过阐发其对水泥的颗粒形貌、比表面积、45μm筛余、粒度分布和强度等的影响,就醇胺类助磨剂助磨的作用做了系统的研究。
1试验
1.1原料
熟料来自市场的普通熟料,石膏为天然石膏,化学成分见表1。助磨剂为阐发纯的乙二醇、三乙醇胺三异丙醇胺
1.2试验方法
操作颚式破碎机将熟料和石膏破碎,按照熟料∶石膏=95%∶5%配比配制4kg物料,插手到Φ500mm×500mm尝试磨中,助磨剂统一按照物料质量比0.06%在粉磨前滴加。掺与不掺助磨剂的物料均按照20min、30min、40min、50min和60min进行粉磨。
水泥粒度分布操作ZETASIZE3000HSA型激光粒度阐发仪进行测定;水泥颗粒的微不雅观形貌操作日本电子JSM-5900扫描电子显微镜进行阐发;水泥细度测试依据GB/T1345—2005《水泥细度查验方法筛析法》进行;水泥比表面积测试依据GB/T8074—87《水泥比表面积测定方法(勃氏法)》进行;水泥尺度稠度用水量依据GB/T1346—2001《水泥尺度稠度用水量、凝聚时间、安靖性查验方法》进行测试;水泥胶砂强度依据GB/T17671—1999《水泥胶砂强度查验方法(ISO法)》进行测试。
2试验成果与阐发
2.1颗粒的变化形式
从四种试样中别离拔取粉磨20min、40min和60min的颗粒,其SEM照片见图1。SO为不添加助磨剂的空白样,SA、SB和SC别离为添加了乙二醇、三乙醇胺三异丙醇胺的试样。由图1可知,SO在粉磨前期20min时水泥颗粒分布不均,尺寸最大达50μm摆布,最小不足2μm,多数颗粒在10~50μm之间。随着粉磨时间的延长大尺寸颗粒逐渐减少,颗粒分布趋于均匀,60min时颗粒整体细小均匀,尺寸介于3~10μm之间。SA、SB和SC试样颗粒变化过程与空白样相似,粉磨前期大尺寸颗粒居多,且分布不均,粉磨后期颗粒细小,分布均匀。在不异时间下,掺加助磨剂的水泥颗粒整体尺寸小于SO,随着粉磨时间的增加大颗粒迅速减少,可见,三种助磨剂均对粉磨过程有促进作用。
 
四种试样的高倍SEM照片见图2。
助磨剂使水泥颗粒形貌产生改变,SO中颗粒外形为不规则多边形、楔形,且棱角分明,不利于颗粒之间的流动摩擦。SA、SB和SC中颗粒的外形趋于圆弧形,边缘棱角少,更利于颗粒之间的流动和摩擦,从而促进颗粒的粉磨。
2.2比表面积和45μm筛余
表2为水泥在不同粉磨时间下的比表面积和45μm筛余数值。成果注解,三种助磨剂均能有效提高水泥的比表面积,其中乙二醇的效果最佳,粉磨20min水泥的比表面积即可达到440m2/kg,60min时比表面积高达548m2/kg。助磨剂使水泥的45μm筛余降低明显,30min时试样SA、SB和SC的45μm筛余别离由不掺助磨剂的37.11%降至9.01%、6.30%和1.15%,其中以三异丙醇胺效果最好。
比力表2中的数据可以看出,粉磨30min后,掺入助磨剂的水泥试样45μm筛余已基本不变,但比表面积随粉磨时间增加而持续增加。这是因为比表面积是0~3μm的颗粒起决定作用,如表3所示,30min时SA中0~3μm颗粒含量为14.68%,60min时增至19.30%,因此导致水泥比表面积的增加。45μm筛余则用于区分>45μm和<45μm的颗粒含量,其他具体粒径段(区间)的颗粒含量无法得到,且粉磨一按时间后>45μm的颗粒含量很低甚至几乎全部通过筛,如表2中数据所示,粉磨30min试样SC中45μm筛余为1.15%,40min时降至0.70%,60min时则为0.69%,可见30min后操作45μm筛余继续对助磨剂助磨作用进行表征已无实际意义。
2.3粒度分布
水泥颗粒的粒度分布对水泥强度影响很大,目前国表里研究成果为:3~32μm颗粒对强度增长起主要作用,其粒度分布应是持续的,且总量不低于65%;小于3μm的细颗粒易结团,其含量不要超过10%;大于60μm的颗粒对强度基本不起作用,只能作为填充材料,最好没有。因此,助磨剂在粉磨中能否对水泥粒度分布产生有利影响,是其助磨作用的主要指标。
粉磨50min水泥的粒度分布见表4。由表4可以看出,助磨剂使水泥的粒度分布发生了变化,平均粒径降低,颗粒变细。其中,乙二醇使水泥0~3μm的颗粒显著增加,其含量达到19.14%,而3~32μm颗粒含量为70.30%,低于空白样。因此可知,乙二醇对水泥的粒度分布产生不利影响。三乙醇胺三异丙醇胺对水泥0~3μm颗粒含量的变化影响微小,但使3~32μm颗粒大幅增加,其含量别离增至77.79%和78.97%。成果注解,三乙醇胺三异丙醇胺能显著改善水泥的粒度分布。
2.4助磨剂对水泥强度的影响
粉磨50min的水泥试样的尺度稠度用水量和砂浆强度测试成果见表5。助磨剂的应用影响了水泥尺度稠度用水量,其中SB和SC的水泥尺度稠度用水量下降,SA水泥尺度稠度用水量增加,其原因在于乙二醇使水泥中0~3μm颗粒含量增加到19.14%。相对于不掺加助磨剂的水泥试样,三乙醇胺三异丙醇胺能促进水泥砂浆强度的增长,SC的28d抗折强度达到10.1MPa、抗压强度可达67.2MPa。乙二醇则仅对3d强度有所提高,对28d强度产生不利影响。以上成果注解,对水泥粒度分布产生有利影响的三乙醇胺三异丙醇胺,能有效改善水泥强度。
3结论
1)助磨剂乙二醇、三乙醇胺三异丙醇胺使水泥颗粒趋于圆形,边缘棱角减少,利于颗粒之间的流动和摩擦,促进颗粒的粉磨。
2)45μm筛余用于区分>45μm和<45μm的颗粒含量,其他具体粒径段(区间)的颗粒含量无法得到,粉磨一按时间后继续用45μm筛余对助磨剂助磨作用进行研究没有实际意义。
3)乙二醇能够显著提高水泥0~3μm颗粒的含量,促进水泥的早期强度增长,对后期强度产生不利影响。三乙醇胺三异丙醇胺有效提高3~32μm颗粒含量,使水泥中后期强度增强明显。


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