助磨劑在水泥粉磨中的作用及對水泥性能的影響

龐繼平

（大同冀東水泥有限責任公司，山西 大同 037001）

0 前言

水泥粉磨是水泥生產(chǎn)工藝中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，水泥粉磨工藝的選擇與使用在很大程度上直接影響著水泥生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，也影響著其能耗的高低。具體而言，所謂水泥的粉磨工藝就是將水泥粉磨所需的物料進行加工，使其顆粒從大變小、從粗到細，最終生產(chǎn)出水泥成品的過程。在這個過程中，水泥顆粒的粉磨需要大量的機械做功，這也就需要耗費一定的電能，而這些能耗的產(chǎn)生及耗費取決于水泥粉磨的效率，因此這一水泥粉磨過程中的能量轉(zhuǎn)化效率直接決定了能量的利用率。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在水泥粉磨過程中所產(chǎn)生消耗的電能約占水泥生產(chǎn)總能耗的65%左右，其中，水泥成品的粉磨耗電量約占總耗電量的30%，如此高耗能的生產(chǎn)過程對于水泥生產(chǎn)企業(yè)而言無疑是一項巨大的開支，因此如何改進粉磨工藝，降低水泥粉磨過程中的能量損耗就成為一個重要的研究項目。針對這一問題，業(yè)內(nèi)開始越來越廣泛的使用助磨劑來實現(xiàn)增強水泥粉磨效果，提高粉磨效率和提高水泥質(zhì)量的效果。

1 助磨劑在水泥粉磨中的作用

1.1 提高水泥粉磨效率

由于助磨劑在水泥的粉磨時能夠在物料表面產(chǎn)生吸附作用，在一定程度上消除了細小顆粒間的靜電效應(yīng)，因此對細微顆粒具有一定的分散作用。在實踐運用中，助磨劑的使用發(fā)揮了明顯作用，水泥粉磨過程中，助磨劑可以有效的減少水泥顆粒在磨機內(nèi)的凝聚，被磨細的水泥顆粒不會反復被碾磨，而是能夠及時的通過篦板輸送出磨，這就很大程度的減少了過度粉磨、反復粉磨的現(xiàn)象，提高了粉磨效率，相應(yīng)的也節(jié)約了粉磨的過程，減少了機械做功和電能的消耗，也起到了節(jié)能降耗的效果。同時，使用助磨劑后，在水泥粉磨時，助磨劑的分散性能能夠使磨機內(nèi)易出現(xiàn)的一些諸如糊球、糊襯板等現(xiàn)象得到一定程度的優(yōu)化改觀，通過降低機械沖擊能的阻力和能耗達成了減少磨機在電能方面的損耗的目的，從而實現(xiàn)了提高水泥粉磨的效率。

1.2 改善水泥的流動性

助磨劑的使用可以在粉磨水泥的過程中給水泥顆粒的表面形成一層薄膜，因為有了薄膜分散力作用，削弱了水泥顆粒之間的摩擦力，使得水泥在輸送過程中減少了與儲存設(shè)備之間的粘附力，這就使得水泥的流體力學性能得以顯著改善，即使水泥的流動性得到顯著提升，而隨著水泥流動性的改善，也使整個粉磨的效率和質(zhì)量得到提高，帶來諸多積極作用。其一，水泥流動阻力減小使水泥粉磨時各種顆粒的掛壁、結(jié)塊現(xiàn)象減少，這對于磨機的維護和保養(yǎng)都有十分顯著的積極效果，能夠有效節(jié)約企業(yè)生產(chǎn)成本。其二，當水泥流動阻力，流速增快，就可以縮短水泥的輸送時間，加快了輸送速度，有效的為企業(yè)降低了時間成本。其三，在水泥的運輸過程中，由于車輛長途行駛，水泥罐中的水泥非常容易出現(xiàn)掛壁和袋裝水泥的結(jié)塊等現(xiàn)象，使用助磨劑后，這一現(xiàn)象能夠得到很好的改善，極大的減少了不必要的浪費。

1.3 提高水泥比表面積

水泥的比表面積是影響水泥質(zhì)量的重要標準之一。水泥助磨劑分為不同的型號和特性，未來提高水泥比表面積要選擇適合的助磨劑來提高水泥比表面積，從而提高水泥水化的速度。根據(jù)相關(guān)實驗顯示，在水泥粉磨時，不使用助磨劑的水泥平均比表面積大約在330m2/kg ，而在使用助磨劑后，水泥平均比表面積能夠提高到大約350m2/kg ，使水泥的精細度更高。同時，復合助磨劑能夠起到增強水泥成分的作用，提高水泥強度，從而使水泥質(zhì)量得到保障。通過實驗數(shù)據(jù)表明，生產(chǎn)相同產(chǎn)量的水泥，在使用助磨劑后可以加強水泥的強度1-3MPa 左右。由此可見，使用助磨劑，能夠提高水泥的精細度、比表面積和強度，使水泥更好的滿足更高標號的要求。

與此同時，高標號水泥在配料時，也能夠減少熟料用量，為企業(yè)降低生產(chǎn)成本。具體有以下幾個方面的體現(xiàn)，首先，可以加入其他混合材料降低成本，不僅消耗更多的低品位工業(yè)廢渣，降低了生產(chǎn)成本，而且減少了排污污染，有利于對周邊環(huán)境的保護，使企業(yè)在實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化的同時能夠兼顧到環(huán)境效益。其次，由于使用助磨劑后水泥粉磨時所需的熟料用量減少，這就使得生產(chǎn)熟料所需的原料、資源，如煤炭、電力等能源的消耗得到節(jié)約和降低，也使粉塵等污染排放減少，使整個水泥粉磨過程更加綠色、環(huán)保。最后，減少了熟料用量，不僅有效降低水泥的水化熱，而且可以更好的改善水泥的使用性能，在建筑物的節(jié)能降耗方面取得更大突破。

2 水泥助磨劑可有效改善水泥粉體性質(zhì)及水化性能

2.1 水泥助磨劑可有效改善水泥粉體性質(zhì)

不同的助磨劑在化學結(jié)構(gòu)方面存有差異，水泥磨粉過程中加入助磨劑之后，助磨劑在作用于不同的水泥粉末顆粒時，所產(chǎn)生的效果也不盡相同。如顆粒分布、流動性等方面產(chǎn)生影響，同時也間接影響著水泥粉末的流動性的強弱。根據(jù)相關(guān)研究表明，在采用助磨劑的情況下，水泥粉體以及物料在磨機內(nèi)的流動迅速增加，使它們在磨內(nèi)停留的時間縮短，從而減少粉磨現(xiàn)象，使水泥比表面積數(shù)值更高，水泥顆粒精細度更好。這些數(shù)值的變化也會對水泥粉磨的效率產(chǎn)生變化，使磨機的粉磨效率提升約15%。需要注意的是，在選擇助磨劑時，要盡量選用無氯的助磨劑，這樣能夠更好的保障粉磨效率，同時提升水泥產(chǎn)品質(zhì)量和性能。

2.2 水泥助磨劑可有效改善水泥水化過程及水泥性能

助磨劑的使用可以在一定程度上影響水泥顆粒的水化性能和水化產(chǎn)物的性質(zhì)。這一特性主要體現(xiàn)在兩個方面，一是由于助磨劑對水泥顆粒產(chǎn)生影響，導致水泥顆粒的分布發(fā)生變化，進而導致的水化進程的變化。二是水泥助磨劑中含有各類化學組成，它們在與水泥水化的過程中會產(chǎn)生一系列化學反應(yīng)，這也導致了水泥漿體和水泥石性能的變化，具體表現(xiàn)為在水泥水化過程中生成的鈣鞏石（aft），在水泥加水后的24 小時內(nèi)會大量產(chǎn)生，隨后會逐漸變?yōu)閱瘟蛐退蜾X酸鈣晶體（afm），使用助磨劑后，這一轉(zhuǎn)化時間和過程能夠得到有效加快和縮減。此外，部分助磨劑具有獨特化學作用，作用于水泥漿體時，會改變離子和酸堿度，從而改變混合材的活性，由于二次水化反應(yīng)，使得水泥的物理性能發(fā)生顯著變化。

3 結(jié)語

通過上述分析，我們能夠明顯的看到助磨劑在提高水泥粉磨效率、降低能耗過程中的作用和效果。作為水泥生產(chǎn)企業(yè)，在水泥粉磨時采用助磨劑不僅能夠有效的實現(xiàn)企業(yè)的節(jié)能降耗，同時也能更好的保障產(chǎn)品質(zhì)量。作為業(yè)內(nèi)人士，我們也要不斷的研究水泥粉磨工藝、不斷改良工藝，助磨劑的使用和探索仍需要不斷嘗試和研究，通過更多的實驗實踐去發(fā)現(xiàn)助磨劑的高效作用，讓水泥粉磨能夠做到高效節(jié)能和環(huán)保。