水泥助磨剂使用效果检验方法——球磨机法

水泥助磨剂使用效果检验方法

——球磨机法

中国建筑材料科学研究总院

席耀忠（作者）

贵州德能科技有限公司编制

水泥助磨剂使用效果检验方法——球磨机法

席耀忠

中国建筑材料科学研究总院

目前我国大部分水泥厂使用球磨机作为水泥成品粉磨设备，为了检验助磨剂使用效果普遍使用小试验球磨机或生产大磨。开始小磨用得较多，由于其试验结果波动较大，现在不少水泥厂在收到助磨剂厂样品后，不做小磨试验而直接上大磨。然而，大磨试验也不尽人意，有时只凭单次试验结果难于做出正确判断。助磨剂行业从业人员因实践经历不同，对球磨机试验的看法差异很大。参加几次活动的人员比较相信试验数据，常常从数字的微小差别论助磨剂的好坏，参加十几次试验之后的人员对助磨剂的球磨机试验结果产生怀疑，觉得数据不可靠。如果你善于学习勤于思考继续参与数十次试验，你会对球磨机试验有一个比较完整的看法，也会从球磨机试验数据中得出比较切合实际的结论。

本文主要讨论球磨机试验的误差及误差来源，对做好球磨机试验提出了建议。

1 球磨机试验误差统计分析

河北某水泥厂采用北京产液体助磨剂，掺量0.035%。助磨剂由罐车每隔半个月左右送往该厂，该厂对每批进厂助磨剂均做小磨试验。表1列出了连续10次小磨试验掺助磨剂水泥与无剂水泥物理性能测试值之差以及数理统计的结果。

从表1看差值变化范围，单次测量的波动较大，掺助磨剂的水泥经粉磨后3天抗压强度从降低3.5MPa到增加5.3MPa。假如做一次小磨试验，3天强度下降了，你就会判断所用助磨剂不好而放弃，这可能是错误的结论。做多次情况就不一样了，这里做10次，平均值为1.3MPa，比较接近真值，可以用它来做正确判断。再看“0.08mm筛筛余”一栏，差值平均值为0.3%，差值标准误差0.4%，也就是说加入助磨剂后，筛余变化已在误差范围之内，无参考价值。大部分大中型水泥厂现在细度均控制在2%一下，做0.08筛筛余看不出明显变化，应该做45μm筛筛余。

表2为广东某水泥厂18天大磨实验数据的统计，该表也说明了类似的规律性。一天的单项试验数据波动大，拿28天抗压强度来说，你运气好，随机碰上了34.8MPa，你的助磨剂被水泥厂接收；碰上29.6MPa，倒霉！

试验、观察和调查所得数据有一定的离散性，随着试验次数的增加或调查数据的增多，平均值

逼近真值，标准偏差缩小。这是普遍的规律。我们的任务是搞清楚造成球磨机试验数据波动的原

因，采取有效措施提高数据的复演性。此外要研究用次数少的实验或较短时间的实验得出可靠准

确结果的方法。

表1 河北某水泥厂助磨剂小磨试验误差统计

注：P.O.42.5水泥，80%熟料+粉煤灰、炉渣和石灰石，5公斤料磨28分钟，比表面积390m2/kg。

*差值为掺助磨剂水泥该项性能测定值减无剂水泥同性能测定值，差值平均为10次测定差值绝对值的平均；**差值标准差含义为10次测定差值的平方和，除以n-1（此处为9），再开平方根；***变异系数等于差值标准差除以该项测定值的平均值（表中未列出）。

表2 广东某水泥厂大磨试验数据统计

注：ф3.2×13m开流磨，生产P.O.32.5水泥。试验液体助磨剂，掺量0.1%，混合材为炉渣、煤矸石和石灰石。试验连续18天，取日平均样做物理试验。为节省篇幅，每日数据未录入。

2 球磨机试验误差来源

影响球磨机试验的因素很多，很难讲完全。下面从水泥成品原料、水泥磨机系统和物理检测误差三方面来阐述。

2.1 水泥成品粉磨原料

2.1.1 水泥熟料

水泥熟料是水泥具有水硬性的主体，又是激发混合材活性的主要成分。熟料质量又与原料、

配料、烧成与冷却制度、生产控制与管理等一大堆因素有关。水泥厂或粉磨站的熟料来源多种多样：有的厂把冬天烧的冷熟料与现烧热熟料混用，有的厂把自产立窑熟料与外购回转窑熟料搭配

使用，有的从多种渠道购买熟料。这些都给稳定熟料质量包括保持熟料易磨性不变造成了困难。

这些工厂应该采取必要的熟料均化措施。个别业内人士过分夸大助磨剂的作用，说他的助磨剂能

根据你的要求进行设计，要提高强度2MPa就是2MPa。不管你的助磨剂多好，只要熟料质量不好，要保证出厂水泥标号是不可能的。

2.1.2 水泥混合材

水泥混合材是大宗进厂的散装原料，在储运过程中又会混入一些泥土或杂质。因此要保持混

合材的活性和易磨性的稳定非常困难。南方某些水泥厂因为场地或经费的限制，混合材堆棚不够，部分混合材露天堆放，下雨后水分猛增，致使入磨综合水分太高，严重影响水泥产质量。

2.1.3 石膏

虽然水泥中石膏的掺入量只有5%左右，但它在水泥粉磨过程中的脱水行为，在水泥使用时

的溶解水化性能显著地影响水泥混凝土的流变性、凝结和早期强度。化学石膏颗粒细，在磨机中50℃即开始脱水。对石膏应强调其类型、产地、SO3含量的稳定。不同类型的石膏可以搭配使用，要注意严格控制其比例。

2.2水泥球磨机系统

2.2.1千差万别的球磨机系统

可以这么说，很难找到两个水泥厂有完全相同的粉磨系统。就算两厂开始装置了完全相同的系统，日后为了提高效益并使系统更适应本厂实际情况，每个厂都会进行若干次重大改造。例如两厂开始购置了相同型号的磨机和O-Sepa选粉机，其中一个厂因熟料温度高，选粉机一次风不用磨机来的热风而用冷空气，磨机配置独立的排风收尘器。另一厂为提高产量，在磨前配置辊压机。这两个厂如用同一种助磨剂磨水泥，制成的两种水泥在颗粒组成、形貌和力化学反应程度方面会有差别。

2.2.2温湿度对磨机系统的影响

对同一工厂同一磨机试验助磨剂的效果，除上面讲的原料波动外，磨机内温湿度的变化影响比较大。我们用Ø500小球磨机做了几次试验，结果趋势相同，代表性数据见表3和表4。当时磨房温度30℃，连续磨10磨。第1磨和第10磨为对比样，磨之前洗磨3次消除残余助磨剂的影响。第2磨至第9磨为掺助磨剂的矿渣水泥试样。由表3可知，从环境温度30℃开始，每磨一磨磨机温度提