摘 要： 以3d抗折强度和3d抗压强度为指标，通过正交优化，在兼顾助磨剂性能和原料成本条件下得出最佳复配工艺，并进一步探讨了三乙醇胺掺量对产品性能的影响及助磨剂对旋窑和立窑熟料的适应性，结果表明助磨剂对旋窑熟料的影响较大。
关键词： 助磨剂； 复配工艺； 旋窑熟料
中图分类号： TU528 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2012）01-0051-02
引言
助磨剂因可以有效作用物料颗粒表面、降低彼此的吸附和团聚[1-3]，已成为水泥行业主要外加剂之一。根据目前对助磨剂的研究成果和相关助磨机理探讨[4-5]，有研究微观上认为助磨剂在水泥粉磨过程中吸附在形变的微裂缝的表面上，降低固体的表面能，使固体强度降低；宏观上认为助磨剂影响矿浆的粘度和流动性，从而实现助磨效果。而对于团聚的根源，是粉碎过程中所截断颗粒内部的电价键，即Si-O共价键和Ca-O间的离子键，由于后者的单键键能较小，大量的Ca-O离子键断裂形成Ca2+和O2-的活性点，它们会彼此吸引，使断裂面趋向于复合。助磨剂通过提供外来离子或基团消弱或减弱聚集的趋势，阻断粒子间的复合，提高粉磨效率[6-9]。根据助磨剂这一重要意义，在助磨剂开发研究上，相继出现了复配和合成研究，但在现实应用方面，组合复配型仍占主导地位，虽已有利用合成技术研究开发新型助磨剂的相关报道，但仍处于初期阶段。根据目前节能减排、降低生产成本和提高助磨剂性能要求，除技术开发合成新产品外，复配工艺的改进也尤为重要。所以本研究在参考3d抗折强度和3d抗压强度指标的基础上，正交优化出最佳复配工艺。
1 原料
试验采用熟料；三乙醇胺（A），含量99%；丙三醇（B），含量95%；乙酸钠（C），含量60%；木质素磺酸钠（D），工业级；氢氧化钠（E），分析纯；糖蜜（F），工业级；及其他原料。
2 实验及性能检测方法
将熟料及相关原料按配比放入Φ305mm305mm的水泥易磨性试验磨，再加入水剂助磨剂进行粉磨，待粉磨到设计时间后，测定粉磨水泥的3d抗折强度、3d抗压强度和筛余量，其中，筛余量参照GB 1345-2005，水泥胶砂强度检验方法参照GB/T 17671-1999。
3 正交实验
3.1 正交表设计
根据正交设计方案，并以旋窑熟料为研究对象，选取三乙醇胺（A）、丙三醇（B）、乙酸钠（C）、木质素磺酸钠（D）、氢氧化钠（E）和糖蜜（F）为影响因素，固定粉磨时间、助磨剂掺量及其它组份含量，设计正交表L25（56），如表1所示。
3.2正交实验结果
该试验取3d抗折强度和3d抗压强度为参考指标，助磨剂固体掺量0.056%，试验结果如表2。
3.3实验结果分析
以表2为依据，进行试验结果分析（如表3）。
由表3正交结果分析可得，助磨剂复配工艺参数对水泥性能的影响有显著差异，其中三乙醇胺掺量是关键因素，对水泥性能影响较为显著。在兼顾助磨剂成本和水泥性能的条件下，得出助磨剂最佳复配工艺为：三乙醇胺质量分数14%、丙三醇质量分数5%、乙酸钠质量分数10%、木质素磺酸钠质量分数5%、氢氧化钠质量分数5%和、糖蜜质量分数7%。
4 三乙醇胺对助磨剂性能的影响
三乙醇胺作为复配助磨剂的主要原料，所以这里以3d抗折强度、3d抗压强度和筛余指标，重点研究三乙醇胺对助磨剂性能的影响程度，如图1所示。
图1（a）表明，三乙醇胺掺量对水泥3d抗折强度有一定影响，在质量分数10%～14%之间，随掺量增加，3d抗折强度呈下降趋势，3d抗折强度的最大差值为0.16MPa，虽在掺量达到16%时，与掺量10%的效果相比还是存在效果不足的现象；在图1（b）中，3d抗压强度变化规律和图1（a）中抗折强度基本一致，并且3d抗压强度的最大差值为0.6MPa；结合图1（c）筛余效果对比，在兼顾性能和原料成本情况下，取三乙醇胺掺量为10%。
5 最佳工艺下助磨剂对不同熟料的适应性
为进一步研究助磨剂对旋窑和立窑熟料的影响，在其它条件一致的情况下，分别以3d抗折强度和3d抗压强度为指标，结果表明助磨剂都能改善水泥抗折、抗压性能，且对旋窑熟料的影响较大，如表4所示。
6 结论
通过对助磨剂性能指标的分析，可得出以下结论：
（1）在正交研究因素中，三乙醇胺、丙三醇和糖蜜对助磨剂3d抗折强度影响较大，而三乙醇胺对3d抗压强度影响最大，所以在探讨助磨剂复配工艺中，三乙醇胺应作为重点研究因素；（2）助磨剂对旋窑熟料有较大的影像效果，其中3d抗折强度增强率为35.32%，3d抗压强度增强率为28.76%；（3）水泥助磨剂最佳复配工艺为：三乙醇胺质量分数为10%；丙三醇质量分数为5%；乙酸钠质量分数为10%；木质素磺酸钠质量分数为5%；氢氧化钠质量分数为4%；糖蜜质量分数为7%。
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