水泥助磨剂的作用机理

 

　　国外学者列宾捷尔(Rehbinder)提出了强度消弱理论,也称吸附理论.他认为,水泥助磨剂吸附在物料表面,影响了物料的物理化学性能,即降低了物料颗粒表面能量,从而改变了物料的硬度和强度,使物料颗粒的易碎性提高,有利于粉碎过程的进行.

　　

　　另一国外学者马杜里(Mardulier)提出了颗粒分散理论,也称裂价键理论.他认为,水泥物料被粉碎时会出现大小不同的颗粒团体,这些团体有随时聚合的可能,会形成粉磨阻力,使粉磨效率下降.团聚的原因是由于Si—O共价键和Ca—O离子键被打断时,它们的电子云密度重新分布,形成极性分子或带电粒子,即形成断面上的不饱和电价键,断面两侧会出现正电层(Ca2+)和负电层(O2-),它们会相互吸引,致使断面重新弥合.

 

　　而水泥助磨剂可带来电性离子或极性分子,可中和断面上未饱和的电价键,使团聚难以进行,其结果会使物料流动性、分散性提高.格里菲斯(Griffith)的断裂力学理论认为,一切实际材料总存在许多细小的裂纹.也就是说,材料内部结构的致密程度是相对的,多少都会存在一定的结构缺陷,材料的断裂过程从结构最薄弱处开始,断裂时新的裂纹不断出现,旧的裂纹不断延长,裂纹不断扩展最终导致材料破裂.当系统中有助磨剂存在时,它会不断向裂纹内部渗透,加快裂纹的扩展速度,从而改善材料的易碎性.

 

 

　　国内学者朱宪伯等提出的“薄膜假说”认为,用作助磨剂的表面活性分子,在被磨细的细颗粒表面形成了一单分子吸附薄膜,从而减少了细颗粒间的聚集以及细颗粒与研磨体和衬板间的粘附,提高了粉磨效率,助磨剂所形成的薄膜随其加入量的增加而增大,直至最大值,超过此值助磨作用不变或具有相反效果,这一最大值就是被研磨物质表面形成单分子吸附的最低需用量,根据“薄膜假说”可确定粉磨物料和助磨剂之间的最佳比例.

 

　　另外国内学者对助磨剂的作用也做了相关探讨,认为助磨剂对物料的影响有两个方面:一是化学作用,当物料颗粒由于价键断裂出现相互吸引的界面时,助磨剂被附在表面,通过平衡颗粒表面上的过剩价键,屏蔽颗粒之间的相互吸引态势,从而避免磨内由于颗粒团聚发生糊磨现象;二是物理作用,助磨剂的存在可以改变物料颗粒表面的物理性质,助磨剂作为表面活性剂均匀吸附在晶体的裂纹上,降低裂纹表面自由能,使颗粒表面应力变小,减少外来的破坏力.

 

 

　　此外,水泥助磨剂还具有消弱静电的作用.在粉磨系统中,由于机械运动研磨体与被研磨物质及衬板之间均会产生静电现象,这种摩擦静电可使物料微粒粘附在衬板、钢球和钢锻上,使研磨阻力增加、磨内物

料流速减慢,降低外力作用效率.助磨剂多为极性物质,可消弱静电影响,避免发生衬垫包球现象.

 

　　本研究认为,助磨剂在粉碎过程中发生了如下作用:

 

　　(1)通常被粉碎物质———水泥熟料,其混合材大都为离子晶体,这些离子晶体虽然硬度大,但比较脆,这是因为晶体受到冲击时,其内部受到外力作用,导致各层离子发生错动,在错动中所加入的助磨物质影响了这一过程.在作用力发生时,这些活性物质会随时出现在离子晶体的缝隙、缺陷点或离子层面的活性点上,这些活性物质对被粉碎物质产生了分子间或离子与分子间的微观力,在这些微观力的作用下,降低了层面的错动阻力,使错动易于进行,导致晶体易于破碎.

 

　　(2)在离子键或共价键断裂过程中,微粒个体表面所带正负电荷发生变化,即电子云发生形变,形成新的带电层面,颗粒越细形成的带电层面越多.这时层面和层面之间会相互吸引,这种吸引会使颗粒重新集合在一起形成团聚.助磨剂作为有机极性物质出现在这些层面之间,使层面电荷或电子云受到影响,这种影响消弱了这些层面间的吸引力,使物料流动性和分散性增强.助磨剂作为无机材料,用量较大,在物料颗粒层面之间比有机助磨物质占有的空间更大,由于其间隔和微观力的影响,使层面之间的引力减弱,这些效应称为混合效应,可提高物料的分散性,使粉碎容易进行.

　　因此：净化水泥助磨剂市场，关注水泥用户的身体健康和质量品质，是每个水泥助磨剂生产厂家应尽的权益。