水泥粉磨时加入的助磨剂对混凝土外加剂的有何不利影响？

如何科学使用水泥助磨剂一, 概述
回顾十几年前，水泥助磨剂还是一种对大多数水泥企业觉得陌生的东西，很少有人接触它，使用的企业就寥寥无几了，当时能够提供助磨剂的公司也是没有几家，做市场推广的更是举步艰难。但到目前，助磨剂对于水泥企业来说几乎是人人皆知，能够提供所谓的助磨剂的公司竟然也已超过数百家之多。发展之快堪称世界之最，但随之而来的问题也是不少，令人担忧。助磨剂是一种应用性非标产品，如何选择合格的助磨剂，如何正确使用助磨剂，使助磨剂对水泥企业的生产发挥最大的效益，还需要助磨剂公司和水泥企业去进一步深入研究。助磨剂对于水泥企业来说是小产品，但如能够挑选到技术先进的助磨剂公司和助磨剂产品，并能正确的使用，助磨剂就能发挥大作用。能为节能减排、降耗增效、甚至为企业扭亏为盈作出巨大的贡献。本文根据笔者对水泥粉磨工艺和水泥产品需求的了解，并结合十几年对助磨剂产品研发和应用技术研究，分析如何正确应用助磨剂并使之使用效益最大化，供大家参考。

1, 助磨剂定义及历史发展
水泥助磨剂是水泥粉磨时加入的为了改善水泥粉磨工艺，提高粉磨效率而又不损害水泥性能的外加剂，国内外都有相应的标准规定，标准允许在水泥粉磨过程中加入水泥助磨剂，其加入量一般不超过水泥质量的1%。在我国由于部分水泥助磨剂供应商的不法经营，以助磨剂的名义加了大量对水泥质量和耐久性等有害的成分，所以，行业标准及有关主管部门经研究规定，水泥助磨剂的添加量不得超过水泥质量的0.5%，希望通过减少添加量来减少有害成分的带入。水泥助磨剂又可称为水泥粉磨工艺外加剂，它是国际上所称的水泥添加剂的一种。
早在二十世纪三十年代，人们就开始使用水泥助磨剂来改善水泥的粉磨工艺。其中最早之一记载使用水泥助磨剂并获得英国专利的是在1930年，当时采用的是添加少量的树脂。三十年代初期，美国格雷斯公司发明并获得的专利产品TDA，并又于1965年发明的专利产品HEA2，这些产品在二十世纪中后期都得到了广泛的应用。随之，世界各国也进行了大量的研究，如前苏联、加拿大、日本、中国等。我国主要于八十年代中期，进行过水泥助磨剂的研究。随着研究的深入，有越来越多的水泥助磨剂被开发应用，近二十年来，新一代的助磨剂已被越来越广泛地用于水泥的粉磨工艺中，它具有传统水泥助磨剂的所有优点，同时，还能够改善水泥的质量。人们称之为“水泥质量改进助磨剂”或简称为“质量改进剂”。当我们在水泥中加入混合材时，如矿渣、粉煤灰、火山灰或石灰石等，发现该水泥的强度发育与纯硅酸盐水泥的强度发育有差别，为了减少这种影响，使用这种水泥添加剂, 即“质量改进剂”，将会非常有利于水泥的质量提高。这些添加剂能够通过增强水泥和混凝土的强度，调整水泥凝结时间和混凝土的需水量等来满足一系列不同的需求。它们所提供的性能优势比普通水泥助磨剂能够节省更多成本，例如，由于它们的使用，能够提高混合材掺加量，能够更大程度地降低生产成本并减少对环境的影响等。
中国的助磨剂研究较早，但真正应用是在九十年代开始的，刚开始是一些外资水泥企业使用传统的化工原料作为助磨剂，为保证出口水泥的远距离运输后所要求的卸料流动性。本人于1996年开始，向国内的众多大中型水泥企业推广水泥质量改进助磨剂，当时的北京水泥厂应该是第一个在正常的生产中使用质量改进剂的，所创造的效益达上千万之多。

目前，中国的助磨剂企业已达数百家，其中大多规模小，技术实力差，品种单一，不能很好地满足水泥企业的各方面需求。但有少数企业的实力已达相当的水平，有的已达到国际水平，如北京人众创新工贸有限公司，在产品技术和应用服务技术上已达到或超过国际水平。

2, 应用助磨剂的重要性
水泥助磨剂所发挥的种种优势，已被越来越多的人所认识，并被逐渐广泛地应用于水泥的生产，北美州有95%以上的水泥经过水泥助磨剂的处理，欧洲有75%以上的水泥经过水泥助磨剂的处理，在世界范围内，约超过60%的水泥是经过水泥助磨剂的处理。优质的水泥助磨剂所带来的效益已远远超过它本身的价值，它已成为水泥生产企业生产水泥的一种有必要的辅助产品；是水泥企业为满足他们客户的需求所采用的一种有效的技术手段；是水泥企业为节能降耗、增加效益所采用的有效方法。我们充分认识水泥助磨剂对水泥生产的重要性，并采用实事求是的科学态度和方法，才能有利于水泥生产企业决策者的正确决策、质量技术人员和生产使用人员的正确选择和使用。

二,水泥助磨剂的选择

1，水泥助磨剂的类型
助磨剂按使用状态分，可以分为：液体、固体和气体。液体助磨剂有的直接用化工原料，如三乙醇胺、乙二醇、纸浆废液、甘油等，还有的是经过助磨剂公司的复合所生产的具有比单一化工原料更优性能的助磨剂，如市场上广泛被应用的CB系列、RTD系列、PB系列、CBA系列和TDA系列等，这种助磨剂以液体状通过计量泵稳定、均匀地加在入磨皮带的物料上或直接喷入磨内，使用比较方便，易于控制，添加量一般在0.015%~0.2%之间，是国际上应用最广泛的。固体助磨剂有：硬脂酸盐类、煤粉、尿素等，这种助磨剂需要增加更多设备及储藏罐，添加量一般较大，增加维护及物流费用，并对水泥性能有一定的负面影响，或对人体健康有害，使用较少。气体助磨剂极少应用于水泥工业。按化学组成分，助磨剂可以分为：有机化合物、无机化合物、复合化合物。使用最广的是复合化合物。

2，明确使用助磨的目的

现代水泥企业使用助磨剂的主要目的是降低生产成本，提高水泥质量，或满足水泥企业客户的特殊需求。过去70年的研究及应用实践已经证明了这点。但是，大量的应用实践表明，即使相似的助磨剂在相似的生产线上应用，其所起的作用却有很大的差别。所以理解水泥企业自己的实际情况并选择合适的水泥助磨剂，才能获得应用的成功，满足水泥企业的使用目的。
要明确使用水泥助磨剂目的, 首先，水泥企业要对自己的水泥及其生产工艺状况有相当的了解。了解水泥的品种、质量性能要求、混合材及其配比、水泥的细度、比表面积和凝结时间等。其次，要充分了解水泥磨系统的生产工艺，磨机规格、隔仓板设计、球配及其填充率、产量和磨内填隙率等，如是闭路磨、则需了解选粉机的型号、规格、选粉效率、循环负荷和通风量等。此外，结合水泥标准、市场需求和企业营销定位等来明确自己的需求，并作可行性的分析是否能通过应用水泥助磨剂来满足自己的需求。一般来说，如水泥企业存在以下情况，可以考虑采用助磨剂来解决。

?? 为了弥补生产能力的不足, 满足销售需求。
?? 为了提高磨机台时产量。
?? 在生产相同产量时, 为了可减少运行时间，降低磨机系统维修、维护成本，或为了改善维修、维护时间安排的机动性。
?? 为了提高水泥质量，满足客户需求, 增强市场竞争力；为了满足产品标准，或者为了解决市场对质量的投诉；提升自己在市场上的定位；或是弥补熟料质量的变异、风化等。
?? 为了提高水泥流动度，便于水泥操作，从而减少运输及输送成本；同时增加库容及储存时间。
?? 为了增加混合材的使用，降低成本。
?? 为了增加工业废渣利用，满足减排的需求，生产相同水泥时，因熟料的减
少使用，从而减少二氧化碳、氮氧化物等的排放。
?? 为了生产高标号的水泥，获得高价格。
?? 为了生产新品种水泥，满足新市场的需求。

3，选择合适助磨剂的标准和方法

上述需求列举，是考虑使用水泥助磨剂的基本动机。但更关键的是助磨剂的选型和助磨剂的应用技术，挑选合适的助磨剂并应用好，才能获得真正的价值。
能够作为水泥助磨剂的物质很多，国内可挑选的助磨剂公司也很多，但效果各不相同，差别较大。助磨剂的生产门槛较低，但研发技术、生产工艺技术、应用服务技术等直接影响助磨剂的使用效果。甚至有的产品即使有助磨性，但有害于水泥或混凝土的质量，或有害于人体健康或环境。如氯(Cl-)含量超标准、碱(R2SO4,R2O)含量超标，或加入铝酸盐、硫铝酸盐，或干脆加混凝土外加剂等等来激发水泥的强度。这将对水泥及混凝土的性能产生潜在的不良影响。所以，把好助磨剂选择关，十分重要的。国内外都对水泥助磨剂修订相应的标准，如美国的ASTM C-465，欧洲的EN 197，中国也等效采纳美国ASTM C-465制定相应建材行业标准JC/T667-1997来评定水泥助磨剂。符合这些标准是水泥助磨剂的最基本质量要求，但往往不够，这是应用性非标产品，标准很难具体规定助磨剂的特性和规避有害成分。所以要大量应用于生产，还必须在具体的水泥厂进行详细而科学的试验，包括实验室试验和工业性试验。如有条件，还需进行混凝土的试验。一般来说, 规模、研究实力较强的助磨剂公司都有众多助磨剂可供选择以满足不同的需求。

对于性能、质量不甚了解的助磨剂，或要选择最佳的助磨剂，进行实验室试验是必要的，目的是比较不同助磨剂的性能质量表现，找出适合于特定水泥的最佳助磨剂，为进行工业性试验做好准备，实验室试验可以用不同的助磨剂进行同比试验，首先要从化学角度筛选合适的助磨剂，助磨剂对水泥和混凝土的性能影响主要是化学作用。有人说实验室试验没有什么用，这是有偏见的。当然在进行实验室试验后，发现质量表现好的产品并不能在生产中一定就行，因为助磨剂还有助磨性，对水泥的颗粒级配分布有一定的调整，水泥颗粒级配分布对水泥的性能有一定的影响，我们在后面应用技术里将会详细论述。但这不能否定实验室试验的重要性。实验室试验一般采用小磨或模块试验，或直接采用混凝土试验。

工业性试验即把所选择的助磨剂应用于工业生产，是对助磨剂进行磨机适应性及水泥质量提高的综合评估。有的需求对磨机工艺、助磨剂的添加量等要进行适当的调整，才能达到所选择的水泥助磨剂，在使用上是有效的。

工业性试验或正常应用时，对助磨剂公司的应用技术服务提出很高的要求。水泥厂因为原料、燃料、配料、磨机工艺以及市场等因素是在变化的，所以助磨剂的需求或效果也是因时而变的。即使通过大小试验所选择的助磨剂，由于上述因素的变化，也难于绝对保证混合材和产量增加几个百分点，它应该是一个范围，如果因为某些原因造成效果变差，应该分析原因或调整助磨剂，但前提是助磨剂要稳定情况下。有些助磨剂公司为了获得客户，向客户承诺有绝对某某某的效果，这是不科学的。我本人曾经为某水泥公司同时提供三种不同产品满足三个水泥品种的需要。对于同一水泥厂的同一种水泥，我曾经因为他们季节变化、水泥市场变化或性能要求变化时，为他们更换不同助磨剂品种来满足他们这种变化的需求。 很难想象一个对水泥性能、水泥工艺和客户的市场需求不甚了解、又没有产品研发实力的助磨剂公司，能为水泥企业提供良好的服务和产品技术支持。如果勉强使用，肯定不可能为水泥企业创造最大的价值

　　优质的水泥助磨剂所带来的效益已远远超过它本身的价值，天恒R牌TH系列水泥助磨剂能显著提高水泥产量、质量，改善水泥性能，降低生产成本，增加经济效益，可保证吨水泥降低成本6元以上，而且所生产的水泥与混凝土外加剂具有良好的适应性，施工性能好。

　　水泥助磨剂已成为水泥生产企业生产水泥的一种有必要的辅助产品;是水泥企业为满足他们客户的需求所采用的一种有效的技术手段;是水泥企业为节能降耗、增加效益所采用的有效方法。南京永能充分认识水泥助磨剂对水泥生产的重要性，并采用实事求是的科学态度和方法，才能有利于水泥生产企业决策者的正确决策、质量技术人员和生产使用人员的正确选择和使用。