复合型水泥助磨剂的配比优化研究

陈晓东

（上海嘉定城市发展集团有限公司，上海

200000）

摘

要：水泥生产一般经历生料制备、熟料煅烧与水泥粉磨3个步骤。针对粉磨中出现的“团聚”现象，水泥助磨剂成为当前水泥行业的应用主流。通过采用正交试验的方法对选出3

种助磨效果较好的单组分助磨剂进行助磨组分的优化设计，配制出复合型水泥助磨剂。结果表明：TEA、

GQA、JDC掺量为0．01%、0．02%与0．03%是最优配比，复合型水泥助磨剂使水泥两阶段的（3d与28d）抗压强度分别提高了14．5%与

10．2%，有促进水泥水化、提高水泥早期与后期抗压强度的作用。

关键词：水泥助磨剂；比表面积；抗压强度；配比优化中图分类号：TQ172C文献标志码：B文章编号：1672－4011（2019）03－0018－02DOI：10.3969/j.issn.1672－4011.2019.03.010

1

试验

1．1

原材料

1．1．1

胶凝材料

熟料使用内蒙古乌海千峰熟料，石膏使用的是天然石膏，未添加助磨剂材料的水泥熟料的物理性能如下：细度（45

μm方孔筛）10．3%，比表面积450m2/kg，标准稠度用水量24．

6%，初凝时间128min，终凝时间162min，

3d抗压强度26．7MPa，28d抗压强度48．8MPa。

1．1．2助磨剂

本试验选用助磨剂为三乙醇胺（TEA），改性单氰胺（GQA），聚合多元醇（JDC）。三乙醇胺及其盐溶液作为水泥熟料（CementClinker）研磨工艺中的工程外加剂，

可以防止水泥熟料在粉碎过程中“团聚”，提高水泥的流动性和装填密度，从而降低低粉碎机的动力消耗；单氰胺是有机化工中间

体，也可用于饲料添加剂合成、农药中间体合成以及阻燃剂合成等，使用范围极广；聚合多元醇是多元醇及聚合多元醇、聚合醇胺等多种有机物的液体混合物，其主要成分多种醇类物质以及脂肪酸钠和水按照一定比例组合而成。该产品的优点是无毒、无腐蚀性、非易燃易爆品。1．1．3砂

子

本试验砂子选用IOS标准砂。1．2试验方法1．2．1

粉磨方法

将熟料与石膏以19∶1进行配比，粉磨时将配比好的原料与上述助磨剂一同加入500mm×500mm试验粉磨机进行粉磨，

拟定粉磨重量为5kg/次，粉磨时间50min（粉磨45min+出磨5min）。1．2．2

水泥助磨剂复配

选用3种助磨剂进行试验，确定掺量范围，对其进行正

交优化设计，确定最佳的配合比掺量。

收稿日期：2018－10－08

作者简介：陈晓东（1976－），男，上海人，本科，工程师，主要从事建筑管理工作。

·18·

2

单组分助磨剂对水泥比表面积及强度的影响

2．1

单组分助磨剂对水泥比表面积及强度的影响设定不同掺量的TEA作对比试验，探讨TEA对水泥助

磨得激发作用。掺量百分比分别设定0、

0．01%、0．02%、0．03%和0．04%，将上述编辑组别为T0、T1、T2、T3与T4，得到如下数据。

T0组比表面积为362m2/kg，3d抗压强度为26．7MPa，28d抗压强度为48．8MPa；T1组比表面积为365m2/kg，3d

抗压强度为26．9MPa，

28d抗压强度为49．9MPa；T2组比表面积为367m2

/kg，

3d抗压强度为28．2MPa，28d抗压强度为51．8MPa；T3组比表面积为367m2

/kg，3d抗压强度为28．1

MPa，28d抗压强度为49．8MPa；T4组比表面积为362m2/kg，3d抗压强度为24．6MPa，28d抗压强度为49．3MPa。

设定不同掺量的GQA作对比试验，探讨GQA对水泥助

磨得激发作用。掺量百分比分别设定0、

0．01%、0．02%、0．03%和0．04%，将上述编辑组别为G0、

G1、G2、G3与G4。G0组比表面积为362m2

/kg，胶砂抗压强度，

3d抗压强度为26．7MPa，

28d抗压强度为48．8MPa；G1组比表面积为372m2

/kg，胶砂抗压强度，

3d抗压强度为28．4MPa，28d抗压强度为56．3MPa；G2组比表面积为374m2

/kg，胶砂抗压

强度，

3d抗压强度为28．2MPa，28d抗压强度为56．8MPa；G3组比表面积为381m2/kg，胶砂抗压强度，3d抗压强度为28．2MPa，28d抗压强度为49．2MPa；G4组比表面积为394m2/kg，胶砂抗压强度，3d抗压强度为28．1MPa，28d抗压强度为46．0MPa。

设定不同掺量的JDC做对比试验，探讨JDC对水泥助磨

得激发作用。掺量分别设定0、

0．01%、0．02%、0．03%和0．04%，将上述编辑组别为J0、

J1、J2、J3与J4。J0组比表面积为362m2

/kg，胶砂抗压强度，

3d抗压强度为26．7MPa，

28d抗压强度为48．8MPa；J1组比表面积为367m2

/kg，胶砂抗压强度，

3d抗压强度为27．2MPa，28d抗压强度为48．7MPa；J2组比表面积为369m2

/kg，胶砂抗压强

度，

3d抗压强度为28．9MPa，28d抗压强度为50．1MPa；J3组比表面积为365m2

/kg，胶砂抗压强度，

3d抗压强度为28．0MPa，28d抗压强度为49．6MPa；J4组比表面积为360m2/kg，胶砂抗压强度，3d抗压强度为28．0MPa，28d抗压强度为49．6MPa。

试验结果证明，各单组分助磨剂对水泥比表面积有一定的作用。随着各单组助磨剂掺量的增加，水泥比表面积也相

应提高。其中，TEA掺量为0．01%时，水泥比表面积提高2．

7%，掺量为0．02%时，水泥比表面积提高3．9%，掺量为0．03%时，水泥比表面积提高4．0%，但是，当掺量为0．04%时，水泥比表面积几乎没有提高；GQA掺量为0．01%时，水泥比表面积提高4．0%，掺量为0．02%时，水泥比表面积提高4．2%，掺量为0．03%时，水泥比表面积提高6．5%，掺量为0．04%时，水泥比表面积提高8．9%；JDC掺量为0．01%时，水泥比表面积提高1．1%，掺量为0．02%时，水泥比表面

（下转第36页）

建筑实现更大价值。在新农村建设浪潮中，杜绝对民居建筑

避免破坏原有村貌。大拆大建，

朱家峪村民的起居环境已经脱离古村，后来有部分村民

但大多民居建筑已经破败不堪。建以经营为目的临时回迁，

乡土建筑遗产的保护不宜迁走民众，应力求能筑离不开人，

让一部分农民愿意回归古村，在通过创新和激励机制，

保留建筑外观和内部结构的前提下，允许建筑的内部功能按

让传统村落回归日常生活。照村民新的生活习惯进行改变，

“活化利用”是对建筑最好的保护。

3．2．2加强对“活态”的民俗文化继承和保护

，“活化”传统村落作为一种特殊的文化遗产的关键在于

是传统文化人。人们在长期的社会生活中形成的民俗文化，

的历史见证也是维系民族精神的文化根脉。保护传统村落

更要重视传统村落的活态文化，使延不仅要着眼于古建筑，续人文传统继续流传。

传统村落保护的价值更多的是，还原村民的真实生活、

日常用具、生产耕作、四时变迁、节气迎送、迎神赛会、民俗信这是历史的延续，更是中华农耕文明的根源。仰等，

也是我国传统文化的重要组成部分。通过文化的优秀代表，

“活化保护”改造，应借鉴经验，反思问题，探索行之朱家峪的

“活化保护”应保留有效的传统村落保护途径。传统村落的

同时室内引进城市现代化服务乡村的如画风景和质朴外观，形成强烈的审美对比。设施，

“活化保护”在当今某些盲目开发的口号下，传统村落的

绝不是单一方式下的产物，非或民众单单一方面能力所任重道远。在新时期更应该权衡利弊，让新旧文化能达到，

打造出更具创意的鲜活形态，都能在社会发展中互相补足，

唤起全社会对传统村落保护的文化自觉。

参考文献：

［1］韩海娟，朱霞，彭俊杰．浅析乡村旅游与古村环境整治和保护的2009，27（5）：92－93．结合［J］．小城镇建设，［2］郑国珍．历史文化名镇名村的保护现状与发展对策［J］．中国文

2015，12（1）：112－113．化遗产，［3］吴晓庆，“非典型古村落”张京祥，罗震东．城市边缘区保护与复

2015，30（5）：60－62．兴的困境及对策探讨［J］．现代城市研究，［4］赵晨．要素流动环境的重塑与乡村积极复兴［J］．城市规划学

2013，57（3）：50－53．刊，［5］王路生．传统古村落的保护与利用探索［J］．规划师，2014，30（S2）：166－167．

［ID：007445］

4结语

朱家峪古风神韵和其丰厚的民俗文化底蕴，是传统村落（上接第18页）

积提高1．9%，之后随着JDC掺量增加，水泥比表面积提高逐

渐降低。由试验数据可知，上述单组分助磨剂对比表面积的提高有一定的效果。

在一定的掺量范围内，各单组分助磨剂的掺加，对水泥3d强度有一定的增强作用。TEA掺量为0．01%时，水泥3d强度提高0．2%，掺量为0．02%时，水泥3d强度提高5．6%，掺量为0．03%时，水泥3d强度提高5．6%，但是当掺量为0．04%时，水泥3d强度反而降低了7．8%；GQA掺量为0．01%时，水泥3d强度提高6．4%，之后，随着掺量的增加，水泥3d强

水泥3d强度提高1．度基本保持不变；JDC掺量为0．01%时，

0%，掺量为0．02%时，水泥3d强度提高8．2%，掺量为0．04%时，水泥3d强度基本保持不变。因此，由试验数据可知，上述单组分助磨剂对水泥3d强度有一定的增强作用。

各单组分助磨剂对水泥28d强度有一定的增强作用。TEA掺量为0．02%时，水泥28d强度提高2．0%，掺量为0．02%时，水泥28d强度提高6．1%，掺量为0．03%时，水泥28d强度提高2．0%，掺量为0．04%时，水泥28d强度提高0．2%；GQA掺量为0．01%时，水泥28d强度提高15．8%，掺量为0．02%时，水泥28d强度提高16．4%，掺量为0．03%时，水泥28d强度提高0，掺量为0．04%时，水泥28d强度降低6．4%；JDC掺量为0．01%时，水泥28d强度降低0．7%，掺量为0．02%时，水泥28d强度提高2．7%，掺量为0．03%时，水泥28d强度提高1．7%，掺量为0．04%时，水泥28d强度提高0．2%。由试验数据可知，上述单组分助磨剂对水泥28d强度有一定的增强作用。

2．2助磨剂正交优化设计2．2．1正交优化水平选择

以单组试验为基础，确定单组掺量范围，配置复合助磨进行正交优化见表1。剂，

2．2．2数据分析

3种单组通过直观极差分析法分析试验数据结果可知，

欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇欇分助磨剂对3d抗压强度影响的主次分别为JDC＞TEA＞GQA，

而对28d抗压强度影响的主次分别为GQA＞JDC＞TEA，当TEA、GQA、JDC掺量分别为0．01%、0．02%与0．03%时，水泥

强度分别提高两阶段（3d与28d）抗压强度增强效果显著，

了14．5%与10．2%。

TEA、因此，根据正交优化与抗压强度对比分析可知，

GQA、JDC掺量分别为0．01%、0．02%与0．03%时，是复合型水泥助磨剂的最优配比。

表1

水平因素

12

正交优化水平选择TEA/%0．010．02

GQA/%0．010．02

JDC/%0．020．03

3结论

1）根据单组分助磨剂试验，通过正交优化与抗压强度对

GQA、JDC掺量分别为0．01%、0．02%与0．比分析，可知TEA、03%是最优配比即是复合型水泥助磨剂的最优配比。2）根据对比试验发现，复合型水泥助磨剂对水泥两阶段

（3d与28d）抗压强度有增强效果，强度分别提高了14．5%与10．2%，表明复合型水泥助磨剂能促进水泥水化，不仅提高了水泥得早期强度，而且提高了水泥的后期抗压强度。

［ID：007483］

参考文献：

［1］江朝华，蔡安兰，严生，等．高性能水泥助磨剂的研究［J］．硅酸

2001，29（6）：7－11．盐学报，［2］杜亮波，周伟林，刘加平，等．水泥助磨剂的研究进展［J］．材料2009，23（21）：80－84．导报，［3］丁向群，赵苏，凌健，等．水泥助磨剂的研究及应用概况［J］．材2004，18（6）：65－67．料导报，

·36·