新型聚羧酸盐类水泥助磨剂是以聚醚、不饱和羧酸单体等为主要原料，添加少量催化活性组分。经过特殊工艺制备而成，与现有水泥助磨剂相比，掺加量更低，使水泥助磨剂的生产成本更趋合理，而助磨增强效果显著，可显著降低粉磨过程中细小颗粒的再聚结趋势，提高磨机和选粉机的效率；还可显著提高水泥产品抗折、抗压强度；适合于通用硅酸盐水泥的各个品种，克服同类产品功效单一的不足；该合成水泥助磨剂本身的理化性能良好，存放时受气候条件影响适应性好，不易分层和沉降；同时还能显著改善水泥成品的流动性，且对水泥混凝土性能无害。 在了解国内外聚羧酸共聚物的性能特点、合成原理与方法的基础上，先用聚乙二醇等原料，通过酯化反应合成聚乙二醇不饱和羧酸酯大单体，再通过分子设计与合成方法，合成具有梳形分子结构的聚羧酸盐类水泥助磨剂。 聚羧酸盐类水泥助磨剂分子结构中的强极性阴离子型磺酸基和羧酸基、非离子型的聚氧化乙烯基及弱极性阳离子或非离子型的羟基、醚键等结构单元对助磨性能有重要影响。由于单体材料的聚合活性差异大，稍微改变分子设计比例，结果变动幅度就很大。此外，尽管单体材料的分子设计控制在比较合理的比例上，为使所设计的助磨剂结果达到最佳状态需要适当提高助磨剂分子的平均分子量，必须对工艺参数进行详细的研究。 由于溶液聚合体系黏度较低，混合和传热较容易，温度易控制可以避免局部过热，较少出现凝胶效应，且溶液聚合由于单体浓度较低及链转移的结果，使聚合物分子量较低，有利于分子量的控制，并有利于生产操作和设备的维护，故在实验中选择溶液聚合最为合适。另一方面，高性能水泥助磨剂要求是水溶性的，我们若采用水作为聚合溶剂，聚合完成后可直接应用，不必进行溶剂的分离和产品的提纯，避免了溶剂分离困难及溶剂回收费用高等问题，同时也简化了生产过程，使所得助磨剂性质稳定无毒害，符合环保的要求。 综合考虑原料来源、生产成本、分子结构活动自由度等因素，采用大单体直接共聚法，以过硫酸铵、过硫酸钾等为引发剂，将一定摩尔配比的大单体聚醚、丙烯酸、马来酸酐、烯丙基磺酸钠等原料通过控制反应温度、反应时间、投料方式等参数条件，制备具有一定的相对构成比例极性基与非极性基、一定摩尔比例的聚氧化乙烯基长侧链的梳型结构的聚羧酸共聚物。对掺加该助磨剂后的水泥产品颗粒特性，包括粉体的流动性、细度、比表面积、颗粒级配等进行了测试；并研究了对水泥性能的影响。 水泥粉磨过程将助磨剂按固含量计算，得出准确掺量，于Φ500mm×500mm标准试验小磨中粉磨至要求时间，所得水泥样分别进行分析和测试。普通硅酸盐水泥的配比为：熟料（95%）+石膏（5%）。物料入磨经颚式破碎机破碎，助磨剂以水溶液的方式加入物料中，均匀后倒入磨内。实验期间小磨的钢球、钢段的填充量和级配保持不变。粉磨后所得水泥试样分别进行颗粒特性分析常规物性测试。所用的粉磨时间均为25min，助磨剂的掺加量为0.2%。 实验结果表明，掺加该聚羧酸盐类水泥助磨剂能显著提高水泥粉体的细度，增加水泥的比表面积，改善水泥颗粒的颗粒组成，大幅提高3μm～30μm的细颗粒含量。所有这些因素均有利于水泥熟料颗粒的水化和硬度，并因此提高水泥物性指标，特别是水泥的3d、28d抗折、抗压强度都得到大幅度的提高。 |
