多功能復(fù)合助磨劑對水泥性能的影響

　　一、水泥改性的新思路
　　目前，盡管通用水泥及其混凝土的力學(xué)性能基本上可以滿足社會需求，但是對有些新發(fā)展的行業(yè)或原有行業(yè)的新要求，現(xiàn)有水泥混凝土的性能還不夠令人滿意（如對核電站排放的廢液的固化處理、對開發(fā)大西北及部分西南地區(qū)的鹽堿地建筑工程如何抗鹽腐蝕等問題）。此外，水泥混凝土的施工性能和混凝土強(qiáng)度等級設(shè)計(jì)，因工程不同，對水泥的性能也提出了許多不同的要求。所以，水泥企業(yè)為了滿足市場的需求，不得不對自己生產(chǎn)的水泥的性能進(jìn)行必要的調(diào)整。這種適應(yīng)性的改變，如果從水泥熟料的礦物組成、混合材料的品種及其摻加量、水泥產(chǎn)品粉磨細(xì)度等方面去解決，不僅涉及面廣、戰(zhàn)線拉得太長，而且生產(chǎn)成本必然增加較多。對于這個(gè)有些棘手的問題，如果采用摻入不同特點(diǎn)的多功能復(fù)合助磨劑的方法來解決，那問題就變得簡單多了，既經(jīng)濟(jì)節(jié)省，又方便快捷。

　　復(fù)合型水泥助磨劑不僅對水泥生產(chǎn)過程中的優(yōu)質(zhì)、節(jié)能、高產(chǎn)、改善產(chǎn)品性能等方面具有積極作用，而且摻入這種助磨劑的水泥產(chǎn)品，除符合國家標(biāo)準(zhǔn)中對水泥質(zhì)量的各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)要求外，還與混凝土外加劑具有良好的適應(yīng)性，有利于改善水泥的使用性能，尤其可提高水泥混凝土制品的耐久性和耐腐蝕性，其體積更穩(wěn)定、水化熱更低、施工性能更好。

　　生產(chǎn)通用硅酸鹽水泥熟料，原料混合物必須在高溫下煅燒才能使其化學(xué)反應(yīng)得以進(jìn)行，而利用簡單的化學(xué)方法來處理以工業(yè)廢渣為主、含鋁硅酸鹽的物料，就可以得到生產(chǎn)水泥所需要的活性混合材料。這種活性混合材料在生產(chǎn)時(shí)不必開采天然資源，也不需經(jīng)高溫煅燒，過程簡單，是一種節(jié)省能耗、節(jié)省資源、以工業(yè)廢棄物為再生資源、基本不排放對環(huán)境有污染物質(zhì)的清潔型膠凝材料。它符合科學(xué)發(fā)展觀的基本要求，值得深入研究并逐步推廣。

　　利用復(fù)合型助磨劑中的化學(xué)激發(fā)組分，激活工業(yè)廢渣及混合材料中的潛在水硬性，不僅可以最大限度發(fā)揮外界工藝因素對通用硅酸鹽水泥改性的有利作用，確保混凝土制品符合質(zhì)量要求，而且還可以給水泥生產(chǎn)企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

　　二、使用多功能復(fù)合助磨劑改善水泥性能
　　混凝土在其環(huán)境和介質(zhì)的長期作用下，強(qiáng)度、形體和內(nèi)部結(jié)構(gòu)等都會發(fā)生某些變化，但還不至于使其開裂、變形和損壞，這樣的混凝土就被認(rèn)為是具有耐久性?；炷脸缶哂幸欢ǖ膹?qiáng)度安全承受載荷外，還應(yīng)具有耐久性，如抗?jié)B、抗凍、耐磨、耐熱、耐風(fēng)化等。混凝土耐久性是一個(gè)綜合性的技術(shù)指標(biāo)，根據(jù)其使用條件及所處環(huán)境作出分析并找到解決的辦法，是保證建筑工程質(zhì)量百年大計(jì)的重要環(huán)節(jié)。

　　1.摻普通助磨劑的水泥所具有的缺陷
　　（1）后期強(qiáng)度下降或增進(jìn)率低
　　普通水泥助磨劑中含鹽和堿，能夠激發(fā)水泥的早期強(qiáng)度，但對水泥的后期強(qiáng)度幫助不大，甚至使28天以后的強(qiáng)度下降或增進(jìn)率低，以致影響工程質(zhì)量。水泥中含堿的外加劑及環(huán)境中提供的堿（Na₂O、K₂O）含量較多，集料中含有堿活性組分，是造成堿-集料反應(yīng)的必要條件。

　?。?）鋼筋銹蝕
　　氯離子是導(dǎo)致混凝土鋼筋銹蝕的重要因素。氯離子一般來自助磨劑、防凍劑、早強(qiáng)劑CaCl₂以及海水或含氯離子的集料。

　　（3）急凝、緩凝
　　急凝主要是由于水泥熟料中C₃A含量高，水泥中石膏摻加量不足，或以溶解速度較慢的硬石膏代替溶解速度較快的二水石膏，或與減水劑不相容而引起的。此外，當(dāng)熟料或水泥中的堿含量過高或游離鈣過高、水泥過細(xì)時(shí)都應(yīng)適當(dāng)加大石膏的摻量，以有效防止混凝土急凝。

　?。?）起砂與脫皮
　　在水泥生產(chǎn)中，使用以堿或鹽為主要成分的帶激發(fā)性質(zhì)的普通助磨劑，會降低水泥中的熟料成分。在水泥水化時(shí)，其液相中Ca（OH）₂的濃度比硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥低，其配制的混凝土和砂漿表面層的Ca（OH）₂濃度甚至低到在堿性激發(fā)作用后，還不能使表面硬化。而混凝土制品內(nèi)部硬化后，會引起構(gòu)件表面起砂，嚴(yán)重時(shí)還會導(dǎo)致表面脫皮。因此，使用優(yōu)質(zhì)的多功能復(fù)合助磨劑非常必要，它會為以上問題的解決提供幫助。

　　2.復(fù)合型助磨劑對水泥性能的影響
　　助磨劑對物料的化學(xué)反應(yīng)有影響，能改變產(chǎn)品的顆粒形狀、尺寸和顆粒組成，再加上其本身的存在，必然會對水泥產(chǎn)品性能產(chǎn)生影響。而不同類型、不同品牌的多功能復(fù)合助磨劑對水泥產(chǎn)品性能的影響不一，使用中應(yīng)特別注意。

　?。?）摻助磨劑（以下均指多功能復(fù)合助磨劑）后，產(chǎn)品平均粒徑明顯變化小，細(xì)粒含量明顯增加；顆粒形狀變化小，圓形度增加。

　　在添加助磨劑（三乙醇胺）的情況下，促進(jìn)了β-C₂S的無定形化。熟料中的C₃S在摻加助磨劑粉磨10小時(shí)后，與未摻加助磨劑的熟料相比，晶粒尺寸和晶格形變分別由77.9nm、0.440降為47.6nm、0.2939，這說明助磨劑對提高顆粒的易磨性和變形能具有重要作用。

　?。?）助磨劑對水泥產(chǎn)品性能的影響體現(xiàn)在混凝土及其制品中，主要表現(xiàn)在蠕變、凝結(jié)時(shí)間和強(qiáng)度等方面。
　　二醇類和醇胺類助磨劑可增加水泥漿的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量。水泥漿稠度的大小隨助磨劑本身的性質(zhì)不同而變化。
　　助磨劑對水泥凝結(jié)時(shí)間的影響是不同的，有的延長，有的不變，也有的縮短。二醇類和醇胺類助磨劑使水泥凝結(jié)時(shí)間基本保持不變或縮短。當(dāng)水泥中含有0.01%～0.02%的木質(zhì)素化合物時(shí)，凝結(jié)時(shí)間稍有縮短。

　?。?）助磨劑對水泥強(qiáng)度的影響與助磨劑和多數(shù)粉磨物料的性質(zhì)有關(guān)。
　　二醇類、醇胺類和胺鹽類助磨劑使水泥早期強(qiáng)度增高或保持不變，地瀝青精濃縮物改善早期強(qiáng)度。向日葵油皂使水泥3天強(qiáng)度降低，但7天強(qiáng)度得到恢復(fù)，而甘油也同樣使水泥3天強(qiáng)度降低。

　?。?）助磨劑對水泥性能的其他影響。
　　近期推出的各種復(fù)合型助磨劑，為了適應(yīng)水泥新標(biāo)準(zhǔn)要求，可顯著提高水泥各齡期強(qiáng)度。除此之外，助磨劑還會產(chǎn)生一些其他影響。如助磨劑對水泥漿的早期收縮有輕微影響，有的也可能影響水化初期的水化程度，二甘醇可使水化熱增大等。

　　助磨劑能對孔隙體積和表面的分布有重要影響，還能影響硅鈣石凝膠的成分和表面積。一些助磨劑有不同程度的起泡和引氣作用，有助于改善水泥攪拌，方便濕潤。

　　二甘醇能增大低水灰比混凝土的早期至28天強(qiáng)度，稍微增加裹入空氣量；多縮二乙醇胺能改善混凝土的和易性和抗?jié)B性，提高鋼筋的黏結(jié)力。

　?。?）多功能復(fù)合助磨劑是一個(gè)系列產(chǎn)品，要根據(jù)水泥應(yīng)用的實(shí)際需要，選擇具有不同復(fù)合功能的助磨劑產(chǎn)品。
　　使用助磨劑的目的主要是改善和穩(wěn)定粉磨工藝、實(shí)施高細(xì)磨和超細(xì)磨、滿足水泥新標(biāo)準(zhǔn)要求、增加磨機(jī)產(chǎn)量、改善水泥性能、節(jié)省電耗等等，從而使水泥企業(yè)獲得綜合經(jīng)濟(jì)效益。因此，為了提高我國水泥的實(shí)際產(chǎn)量，加強(qiáng)熟料的充分利用，保證微細(xì)粉的有效生產(chǎn)，提高混合材摻加量，從增產(chǎn)、節(jié)電、節(jié)省綜合能源的角度出發(fā)，應(yīng)當(dāng)大力推廣和積極采用優(yōu)質(zhì)的多功能復(fù)合助磨劑。