【水泥人網(wǎng)】新型聚羧酸鹽類水泥助磨劑是以聚醚、不飽和羧酸單體等為主要原料，添加少量催化活性組分。經(jīng)過特殊工藝制備而成，與現(xiàn)有水泥助磨劑相比，摻加量更低，使水泥助磨劑的生產(chǎn)成本更趨合理，而助磨增強效果顯著，可顯著降低粉磨過程中細小顆粒的再聚結(jié)趨勢，提高磨機和選粉機的效率；還可顯著提高水泥產(chǎn)品抗折、抗壓強度；適合于通用硅酸鹽水泥的各個品種，克服同類產(chǎn)品功效單一的不足；該合成水泥助磨劑本身的理化性能良好，存放時受氣候條件影響適應(yīng)性好，不易分層和沉降；同時還能顯著改善水泥成品的流動性，且對水泥混凝土性能無害。
在了解國內(nèi)外聚羧酸共聚物的性能特點、合成原理與方法的基礎(chǔ)上，先用聚乙二醇等原料，通過酯化反應(yīng)合成聚乙二醇不飽和羧酸酯大單體，再通過分子設(shè)計與合成方法，合成具有梳形分子結(jié)構(gòu)的聚羧酸鹽類水泥助磨劑。
聚羧酸鹽類水泥助磨劑分子結(jié)構(gòu)中的強極性陰離子型磺酸基和羧酸基、非離子型的聚氧化乙烯基及弱極性陽離子或非離子型的羥基、醚鍵等結(jié)構(gòu)單元對助磨性能有重要影響。由于單體材料的聚合活性差異大，稍微改變分子設(shè)計比例，結(jié)果變動幅度就很大。此外，盡管單體材料的分子設(shè)計控制在比較合理的比例上，為使所設(shè)計的助磨劑結(jié)果達到最佳狀態(tài)需要適當提高助磨劑分子的平均分子量，必須對工藝參數(shù)進行詳細的研究。
由于溶液聚合體系黏度較低，混合和傳熱較容易，溫度易控制可以避免局部過熱，較少出現(xiàn)凝膠效應(yīng)，且溶液聚合由于單體濃度較低及鏈轉(zhuǎn)移的結(jié)果，使聚合物分子量較低，有利于分子量的控制，并有利于生產(chǎn)操作和設(shè)備的維護，故在實驗中選擇溶液聚合最為合適。另一方面，高性能水泥助磨劑要求是水溶性的，我們?nèi)舨捎盟鳛榫酆先軇?，聚合完成后可直接?yīng)用，不必進行溶劑的分離和產(chǎn)品的提純，避免了溶劑分離困難及溶劑回收費用高等問題，同時也簡化了生產(chǎn)過程，使所得助磨劑性質(zhì)穩(wěn)定無毒害，符合環(huán)保的要求。
綜合考慮原料來源、生產(chǎn)成本、分子結(jié)構(gòu)活動自由度等因素，采用大單體直接共聚法，以過硫酸銨、過硫酸鉀等為引發(fā)劑，將一定摩爾配比的大單體聚醚、丙烯酸、馬來酸酐、烯丙基磺酸鈉等原料通過控制反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、投料方式等參數(shù)條件，制備具有一定的相對構(gòu)成比例極性基與非極性基、一定摩爾比例的聚氧化乙烯基長側(cè)鏈的梳型結(jié)構(gòu)的聚羧酸共聚物。對摻加該助磨劑后的水泥產(chǎn)品顆粒特性，包括粉體的流動性、細度、比表面積、顆粒級配等進行了測試；并研究了對水泥性能的影響。
水泥粉磨過程將助磨劑按固含量計算，得出準確摻量，于Φ500mm×500mm標準試驗小磨中粉磨至要求時間，所得水泥樣分別進行分析和測試。普通硅酸鹽水泥的配比為：熟料（95%）+石膏（5%）。物料入磨經(jīng)顎式破碎機破碎，助磨劑以水溶液的方式加入物料中，均勻后倒入磨內(nèi)。實驗期間小磨的鋼球、鋼段的填充量和級配保持不變。粉磨后所得水泥試樣分別進行顆粒特性分析常規(guī)物性測試。
所用的粉磨時間均為25min，助磨劑的摻加量為0.2%。
實驗結(jié)果表明，摻加該聚羧酸鹽類水泥助磨劑能顯著提高水泥粉體的細度，增加水泥的比表面積，改善水泥顆粒的顆粒組成，大幅提高3μm～30μm的細顆粒含量。所有這些因素均有利于水泥熟料顆粒的水化和硬度，并因此提高水泥物性指標，特別是水泥的3d、28d抗折、抗壓強度都得到大幅度的提高。
【作者：趙洪義】
