矿渣助磨剂的研究.doc

矿渣助磨剂的研究

摘要:尝试用数种化学试剂作为矿渣助磨剂，以评定它们的助磨效果。每种试剂都在完全相同的粉磨条件下与矿渣共磨，每隔一定时间测其比表面积并与矿渣空白样对比；之后对其中掺入有效助磨剂粉磨得到的矿粉试样进行激光粒度分析和图像分析仪的颗粒形貌分析；同时，又研究了助磨剂对矿渣-水泥体系标准稠度用水量、凝结时间、胶砂强度等各项性能的影响。并对有效助磨剂的合适掺量进行探索。

关键词:矿渣；助磨剂；颗粒群分布及形貌；比表面积；标准稠度用水量；凝结时间；强度

Abstract:Several kinds of chemical agents were used as slag grinding aid to study their grinding effects.Every agent was added to slag which was grinded in the same condition.Specific areas of slag with grinding acid were tested after certain grinding time and compared with that of the slag without grinding aid.The samples which were grinded with effective aid were analyzed by laser granulometer and image analysis.Furthermore，water requirement of normal consistency，setting time and mortar strength of the samples were tested.The suitable addition content of the grinding aid was also studied.

Key words:slag；grinding aid；particle size distribution and particle pattern；specific surface；water requirement of normal consistency；setting time；strength

中图分类号:TQ172.463文献标识码:A文章编号:1002-9877(2003)04-0009-04

0引言

超细磨矿渣、粉煤灰以及硅灰等作为高性能混凝土的一种矿物外加剂在混凝土界已被进行了广泛的研究。然而，矿物外加剂达到一定细度后，再进一步磨细相当困难。因此，它制约了超细磨矿物外加剂的推广应用。

而对于矿物外加剂助磨剂的研究，远不如对水泥助磨剂那样广泛和深入。对水泥助磨剂的研究中，三乙醇胺是公认的高效助磨剂，但由于价格昂贵，难以推广。文献[1-5]研究了其它一些水泥助磨剂。南京化工大学的江朝华等人深入研究了助磨剂的助磨机理及增强机理，并在此基础上开发成功A助磨剂(含羟基的非离子表面活性剂)。加拿大的N.Bouzoubaa和M.H.Zhang等人在粉磨水泥时加入了一种萘系超塑化剂作为助磨剂共同粉磨。在给定粉磨时间和粉磨细度2种条件下测定了粉磨细度、时间以及由粉磨好的水泥制成的胶砂的坍落度损失、空气含量稳定性、泌水性、自热升温、凝结时间和抗压强度等各方面性能；并且与标准硅酸盐水泥和在胶砂中加入相同量萘系超塑化剂的水泥的各方面性能情况作了横向比较。

由于外加剂的粉磨特性与水泥有所不同，对水泥适合的助磨剂对它们未必适合。正是基于这一点，我们在了解了助磨剂的助磨机理后尝试了不同种类、不同掺量的有机、无机试剂作为矿渣助磨剂在相同的粉磨条件下进行粉磨试验和较系统的比较、研究，以期获得具有较佳助磨效果的助磨剂及其最佳的掺量。

1试验内容及结果

1.1原材料

试验所用矿渣、水泥熟料、二水石膏等原材料取自上海宝山水泥厂，其化学成分见表1。试验中所用水泥为92%熟料+8%二水石膏自制而成。试验所用助磨剂名称及掺量见表2。

注：W表示粉磨时助磨剂叶矿渣的质量百分数。

1.2各类助磨剂不同掺量、不同粉磨时间下的比表面积测定

用实验室标准球磨机对粒状高炉矿渣按每次粉磨5kg，掺入表2所列的各类助磨剂，粉磨至一定时间取样，采用勃氏透气仪测其比表面积，表3为试验结果(其中A为不掺助磨剂的空白样)。

2

1.3矿渣粉磨试样激光粒度检测

取表3中粉磨时间为2.5h的各矿渣试样，进行激光粒度检验，结果见表4。

1.4矿渣粉体颗粒形貌分析

采用Quantiment-600图像分析仪对粉磨时间为1.5h的A1.5、B1.5、C1.53个试样进行颗粒群形貌分析，并以如下指标量化表征其形貌特征。

1.4.1圆度

表示颗粒投影与圆的接近程度。计算公式为:

式中:A———颗粒的投影面积；

L———颗粒的投影周长。

1.4.2表面粗糙度

表示颗粒表面结构的形状指数。计算公式为:

Z=L2/12.64A(2)

颗粒越粗糙，Z越大。

1.4.3伸长度

表示颗粒长径与短径之比。该指标衡量颗粒的取向性。

表5为A1.5、B、C3个试样颗粒群圆度、表面粗糙度、伸长度的累积值。

1.5标准稠度用水量及凝结时间测定

为考察掺入助磨剂后对矿渣-水泥净浆体系的影响，以50%矿渣(粉磨时间为3h)+50%自制纯水泥制成复合胶凝粉体材料，参照GB/T1346-2001进行净浆标准稠度用水量及凝结时间测定，结果见表6。

注：L1代表纯水尼，L1A表示50% L1纯水泥+50%A矿渣组成的复合胶凝材料试样，其它同。

1.6胶砂强度检验

以50%矿渣(粉磨时间为3h)+50%自制纯水泥制成复合胶凝粉体材料，参照

GB/T17671-1999，进行胶砂强度检验，结果见表7。

2结果分析与讨论

2.1助磨剂对矿渣颗粒群特征的影响

2.1.1助磨剂对矿渣细度的影响

由表3比表面积值可见，木质素、水玻璃这2类助磨剂对矿渣细度的增加没有效果，另几类助磨剂对矿渣细度的增加均有不同程度的效果。为直观起见，我们将表3有效果试样的比表面积值绘成折线图，见图1。