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三乙醇胺系列矿渣复合助磨剂对水泥性能的影响

发表时间:2020-09-09 12:52
 

  矿渣经微细粉磨后具有很高的活性,已被用作混凝土的矿物外加剂。矿渣微粉的比表面积高,早期水化快,有利于混凝土早期强度的提高;同时,矿渣还具有微集料的作用,可提高混凝土的耐久性。但由于矿渣自身质地较为坚硬,所以其粉磨效果不佳,粉磨费时费力,且能耗较大。要想获得较理想细度的矿渣粉,加入合适的助磨剂成为非常必要的手段。

  三乙醇胺是公认的高效水泥助磨剂,它可以改善水泥的粒径分布,显著提高水泥强度,特别是水泥的早期强度。但由于矿渣粉磨的特性与水泥熟料有所不同,对水泥适合的助磨剂未必适用于矿渣,因此在矿渣和水泥一起粉磨时掺入三乙醇胺,并不能同时达到各自的最佳活性粒度。而三乙醇胺系列矿渣复合助磨剂即是将三乙醇胺分别与氯盐类、多聚磷酸盐类、硬脂酸类物质复合,或与有机醇类及磷酸盐类物质复合,再或与聚羧酸盐类及有机醇类物质复合,进而复配成的一系列助磨剂。三乙醇胺系列矿渣复合助磨剂对矿渣粉有较好的助磨效果,优于单一性能的助磨剂,且能提高水泥胶砂强度,对矿渣水泥体系的各种性能无不良影响。

  三乙醇胺系列矿渣复合助磨剂对矿渣细度的增加,均有不同程度的效果,可使矿渣的比表面积增大。在不同的时间段,三乙醇胺系列矿渣复合助磨剂对矿渣所起的助磨效果不同,它们在各自的时间段均显示出较高的助磨效果。例如,加入三乙醇胺与丙三醇、硫酸钠复配而成的复合助磨剂,在粉磨矿渣1.5~3h时,显示出较高的助磨效果;在粉磨矿渣2.5~3h时,矿渣微粉出现最大的比表面积,相对于不加助磨剂粉磨的矿渣粉提高比表面积约10%。

  在加入三乙醇胺系列矿渣复合助磨剂粉磨矿渣2.5h后,其颗粒群的圆度下降,粗糙度、伸长度上升。加入助磨剂经磨细处理的矿渣形貌发生明显改变,不规则的块状玻璃体破裂成小的块状玻璃体,且表面开始粗糙化;而后,不规则块状玻璃体逐渐消失,转变为卵石状颗粒,粉体颗粒明显细化。矿渣颗粒偏离圆的程度加大、表面粗糙度加大、颗粒取向性加大,均可提高矿渣活性。

  加入三乙醇胺系列矿渣复合助磨剂后,矿渣比表面积相对增大的同时,用水量明显下降,这说明三乙醇胺系列矿渣复合助磨剂具有一定的减水功能,可起到提高水泥流动度的作用。这是因为三乙醇胺本身就是表面活性剂,而其中的无机盐均为可溶性盐,在矿渣水泥体系加入水后即可离解成相应的离子,它们可以吸附到熟料颗粒表面那些由于离子或离子基团的溶出而呈电性的地方,从而减少了熟料颗粒由于电性相吸而产生的絮凝结构,即起到了减水效果。

  加入三乙醇胺系列矿渣复合助磨剂后,水泥试样的28d抗压、抗折强度明显提高,这与矿渣比表面积提高的结果是一致的。这也在一定程度上说明,三乙醇胺系列矿渣复合助磨剂在提高矿渣颗粒比表面积、增加其活性的同时,还能够提高其胶砂强度。

  不加三乙醇胺系列矿渣复合助磨剂,188金宝搏,水泥试样水化1d 时,絮状无定形C-S-H 凝胶填充在水泥颗粒中,细小针状的钙矾石穿插其中,含少量棒状的钙矾石,但钙矾石发育很不完全。而掺入三乙醇胺系列矿渣复合助磨剂的水泥样品的水化程度加深,水化产物的数量明显增多,生成了大量片状的C-S-H凝胶,钙矾石晶体发育更完全,产生大量的细长棒状的钙矾石晶体。直到水化90d 时,两种水泥试样的水化产物才趋于一致,没有明显差别。因此,加入三乙醇胺系列矿渣复合助磨剂,可加快样品水化速度,而对矿渣水泥石的后期结构没有影响。

  在合适的掺量下,三乙醇胺系列矿渣复合助磨剂对水泥熟料和矿渣的助磨效果较好,其中三乙醇胺与聚磷酸盐、有机醇复合后的助磨效果最佳。由于三乙醇胺系列矿渣复合助磨剂中的无机盐(如磷酸盐)部分取代了三乙醇胺,这在一定程度上可以节约助磨剂的成本,而且可以起到很好的助磨效果,若推广使用能够取得很大的经济效益。