改性水泥助磨剂的理解与应用
摘 要：文章根据作者多年工作经验，采用二乙醇胺与环氧丙烷进行加成反应，通过调节不同的摩尔比生产二乙醇胺聚氧丙烯醚，与三乙醇胺在流动性、降低筛余等方面进行比较。
毕业论文网 /2/view—12061626.htm 关键词：助磨剂；改性水泥 我国的水泥企业大多使用球磨机来粉磨水泥熟料，其能量利用率极低，为了提高粉磨效率，降低粉磨作业电耗，常常采用两种措施：一是通过改进粉磨机械的结构；另一种方法则是在粉磨过程中加入少量添加剂即助磨剂。
1 实验部分 1.1 实验原材料及仪器 二乙醇胺（巴斯夫），环氧丙烷（金山石化），去离子水；10L搅拌釜，500mm×500mm实验室标准磨，勃氏透气比表面积仪。
1.2 二乙醇胺聚氧丙烯醚的合成 方法一：将二乙醇胺使用真空吸入清洁干燥的10L密闭反应釜内，充排氮气3次，边搅拌边利用蒸汽加热物料至80℃后，按3.5 kg/h的速度缓慢滴加2mol环氧丙烷，控制反应温度在80℃～90℃，反应时间120min，通料平稳，反应压力维持在0.25～0.30mPa。
反应结束后，老化1h，再吸入一定量的去离子水，得到含量为90%的二乙醇胺聚氧丙烯醚（X1）。
方法二：先将二乙醇胺使用真空吸入清洁干燥的10L密闭反应釜内，再吸入一定量的去离子水，充排氮气3次，边搅拌边利用蒸汽加热物料至80℃后，按3.5 kg/h的速度缓慢滴加2mol环氧丙烷，控制反应温度在80～90℃，反应时间160min，后期通料速度为2kg/h，且反应压力达到0.35mPa。
反应结束后，老化1h，得到含量为90%的二乙醇胺聚氧丙烯醚（X2）。
方法三：先将二乙醇胺使用真空吸入清洁干燥的l0L密闭反应釜内，再吸入所需去离子水的一半，充排氮气3次，边搅拌边利用蒸汽加热物料至80℃后，按3.5 k妙的速度缓慢滴加2mol环氧丙烷，控制反应温度在80～90℃，反应时间140min，通料平稳，反应压力维持在0.25～0.30MPa。
反应结束后，老化1h，再吸入余下的去离子水，得到含量为90%的二乙醇胺聚氧丙烯醚（X3）。
1.3 质量指标测试 根据色泽（GB/T 3143），经值（GB 6365—86），气相色谱对X1，X2，X3质量指标进行分析，得到以下数据（表1）。
表1 二乙醇胺聚氧乙烯醚质量指标 名称 实测羟值/（mgKOH/g） 理论羟值/（mgKOH/g） 游离二乙醇胺含量/% 色泽 X1 513 508～528 0.8 淡黄色液体 X2 520 508～528 2 无色透明液体 X3 515 508～528 0.7 无色透明液体 2 性能测试 用三乙醇胺与二乙醇胺聚氧丙烯醚进行助磨效果的对比。
助磨剂：M0为三乙醇胺；M1为二乙醇胺加成2mol环氧丙烷；M2为二乙醇胺加成3mol环氧丙烷；M3为二乙醇胺加成4mol环氧丙烷。
本实验配比为熟料：石膏=95：5，为了研究不同品种及掺量的助磨剂对硅酸盐水泥性能影响的表征方法，掺量分别为M0 0.05%，M1 0.05%，M2 0.04%，M3 0.03%。
按上述比例配好的试样分别称取5g，然后加入相应量的助磨剂用实验室小磨粉磨40min，粉磨完毕后分别进行流动性、筛余、比表面积测定。
3 试验结果与分析 表2 助磨剂对普通硅酸盐水泥的助磨效果 编号 助磨剂 休止角 /° 筛余/% 比表面积/（m2/kg） 品种 掺量/% 45μm 80μm 1 M0 0.05 47.5 9.7 3.6 327.4 2 M1 0.05 42.3 5.6 2.9 337.5 3 M2 0.04 41.6 3.8 3.0 344.9 4 M3 0.03 40.8 2.5 2.3 341.6 从表2可以看出，与加三乙醇胺的水泥试样相比，加入二乙醇胺聚氧丙烯醚的水泥休止角分别比前者低5.2°、5.9°和6.7°。
由此可见，使用二乙醇胺聚氧丙烯醚助磨剂使水泥流动性提高，它的平滑作用比前者好，更好地改变了粉体颗粒之间的接触角和摩擦阻力。
45?m筛，筛余比；80?m筛，筛余下降明显，因此说明采用45?m筛，筛余作为细度的主要表征方法比采用80?m筛，筛余作为细度的主要表征方法好。
表3 助磨剂对水泥性能的影响 品种 掺量 /% 标准稠度需水量/% 凝结时间/h：min 抗折强度/MPa 抗压强/MPa 初凝 终凝 3d 28d 3d 28d M0 0.02 26.60 3：22 4：38 7.1 8.6 35.92 56.08 M1 0.02 26.60 3：19 4：34 7.6 8.9 37.11 57.94 M2 0.02 26.65 3：17 4：35 7.7 9.1 39.26 59.81 M3 0.02 26.65 3：11 4：21 8.1 9.2 40.35 60.73 加入二乙醇胺聚氧丙烯醚助磨剂的水泥比表面积相对于三乙醇胺助磨剂有所提高，对改变粉体颗粒之间的接触角和摩擦阻力效果好。
由表3可以看出加入二乙醇胺聚氧丙烯醚后，水泥各龄期的强度都较三乙醇胺明显提高，且凝结时间也缩短，而M3在各项数据中又是最好的。
4 结语 生产工艺以先在起始剂中加一半水，反应结束后再稀释到所需浓度的方法为最佳，生产出的成品指标相对较好。
Ml，M2，M3三种助磨剂都比三乙醇胺在提高水泥的流动性、降低筛余、减小粉体颗粒之间的接触角和摩擦阻力方面明显，且提高水泥的强度从而降低粉磨电耗。
M3对水泥各方面性能的改进最为明显，但因为加成的环氧丙烷比其它二个多，所以生产成本相比较高。
可以根据不同的产品需要选择相应的助磨剂。
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