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助磨剂是在水泥粉磨时加入的起助磨作用而又不损害人体健康和水泥与混凝土性能的外加剂,其能够显著提高粉碎作业效率或降低单位产品能耗,是水泥生产企业节能减排的重要技术措施之一。现代新型助磨剂除了提高水泥粉磨效率之外,还可以提高水泥胶砂强度。目前常用醇胺类助磨剂主要作用体现在对水泥颗粒的分散性方面,该类助磨剂对提高水泥比表面积作用不大,但颗粒的集中程度显著提高,对提高水泥28d胶砂强度有利,但同时产生了早期强度增幅不足、水泥标准稠度用水量上升及外加剂相容性变差等问题。因此,开发能改善物料易磨性,使水泥比表面积能大幅提高,颗粒集中度变化较小的助磨剂对降低水泥粉磨电耗及改善水泥品质具有十分重要的意义;其次利用火山灰活性的混合材大量取代熟料时,对水泥的早期(1d、3d)强度降幅较大,若用无机盐类早强剂提高早期强度,会带入有害离子,这对混凝土耐久性不利。因此,开发不含有害离子的早强型助磨剂对减少同等强度等级水泥中的熟料用量及保证其配制的混凝土耐久性同样具有重要的意义。对五种助磨剂的助磨效果和增强效果进行评价,分别选择助磨效果和增强效果较好的三种助磨剂进行正交试验,得出两种最优配方Z1(A0.03%、B0.06%、E0.02%)和Z2(A0.03%、B0.06%、D0.05%)。与空白样相比,Z1和Z2使水泥比表面积分别增加了41m2/kg、39m2/kg,0.045mm筛余分别减少了8.4%、7.5%,3d抗压强度分别提高了6MPa、5.7MPa,28d强度变化不大。掺复合助磨剂Z1的水泥比表面积和3d强度增幅更显著,为本实验最终的早强型复合助磨剂方案。本文通过成型掺入和粉磨掺入助磨剂两种方式来研究助磨剂的增强机理。两种方式掺入助磨剂的水泥的1d、3d胶砂强度、化学结合水、水化热较空白样都有提高,且两种方式掺入助磨剂的水泥的1d、3d水泥胶砂强度、化学结合水、水化热的增幅有差异。结果表明:(1)助磨剂组分自身具有促进水泥早期水化及提高水泥强度的化学增强作用。(2)粉磨时掺入助磨剂对早期胶砂强度的影响是助磨剂化学增强作用与掺入助磨剂共同粉磨后水泥颗粒分布变化带来的物理增强作用共同影响的结果。(3)与物理增强作用相比,早强型助磨剂的“化学增强作用”对水泥早期强度增幅贡献更大。本文通过XRD与红外吸收光谱分析方法对比掺助磨剂水泥与空白样水泥中部分矿物衍射峰及吸收峰的变化来研究助磨剂的助磨机理。结果发现,与空白样相比,掺助磨剂水泥在部分C3S强特征峰处出现强度下降,积分面积减少,一些红外光谱吸收峰向低波数方向移动,峰变得圆钝、峰强变小。这表明了掺入助磨剂后,物料的易磨性提高,在粉磨相同时间内水泥颗粒中结晶矿物的晶格畸变或缺陷增多,结合健力下降。