TIPA对水泥粉磨及水化性能的影响

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1、TIPA对水泥粉磨及水化性能的影响李国华，文春俊(南京红宝丽股份有限公司，江苏南京211300)摘要：研究了三异丙醇胺对水泥颗粒分布、颗粒流动性、矿物组成、凝结时间、净浆流动度、胶砂抗压强度的影响。通过QXRD分析了水泥颗粒C3A、CAAF与温度的变化规律，通过离子检测分析了水泥净浆溶液中K+、Na+、Ca“、S0。2-、Fe”离子浓度的变化，探讨了三异丙醇胺对普通硅酸盐水泥水化的影响机理。结果表明三异丙醇胺可改善水泥颗粒的分布和流动性，促进矿物溶解，特别是促进中间相的溶解及铁相的溶解水化，认为三异丙醇胺在一定温度下可促进

2、C4AF溶解，与C4AF水化产生的三价铁离子发生络合反应，促进CAAF相水化反应生成Mm，促进了水泥强度的增长。关键词：三异丙醇胺(TIPA)；水化性能；水化机理中图分类号：TQl72．4+63文献标识码：B文章编号：1672—4011(2012)04—0020一031简介TIPA是氨和氧化丙烯进行加成反应后精馏分离而来，可广泛应用与日用化工、精细化工、石油化工等方面，是重要的胺类化合物。TIPA是水泥助磨剂的核心原料，也是主要的水泥混凝土有机增强剂。作为水泥助磨剂及混凝土早强剂，通常认为耵PA能显著提高水泥胶砂28天抗压

3、强度。本文对添加TIPA水泥颗粒分布、休止角、净浆流动度、凝结时间和胶砂抗压强度进行了研究，通过x射线粉末衍射、溶液离子分析等方法，分析了TIPA对水泥矿物组成和水化过程的影响，并对作用机理进行了探讨。2试验2．1原材料熟料的矿物组成(根据配料计算)为C3S：57．11％，c2S：19．59％，C3A：7．72％，CAAF：13．64％，粉磨水泥样为P152．5普通硅酸盐水泥，比表面积为360m2／kg。氢氧化钙和二水石膏为试剂级样品，聚羧酸减水剂为市售PLC型(20％固含量)，TIPA均为试剂级样品，添加方法为直接加入或

4、用蒸馏水稀释十倍后外掺(扣除所含水份)，所用水为自制蒸馏水2．2水泥物化性能试验。将熟料和二水石膏按质量百分比95：5配料5kg，加人标准小磨粉磨相同的时间至一定的比表面积(空白为360脚2／kg)作为试验空白水泥样。其它水泥样为将添加剂按质量比与配好的物料一起加入标准试验小磨，与空白样粉磨相同的时间。水泥标准稠度、凝结时间按GB／T1346--2001测定，作者简介：李国华(1976一)，男，湖北武汉人，工程硕士，研究方向为水泥有机化学添加剂；文春俊，工程硕士，研究方向为精细化学品的合成与分析。水泥胶砂强度按GB／T17

5、671—1999测定，TIPA采用在空白水泥成型时预溶人成型水中。水泥颗粒分布用Beckmancolllter1．5ParticleSizeAnalyzer颗粒分析仪测定。将空白样和加入0．03％TIPA粉磨水泥样，分别在25℃，50℃，80℃条件下密封保存3d、7d，14d，然后在相同条件下按GB8077—2000测定水泥净浆流动度．2．3水泥矿物中间相x射线衍射定量分析将空白样加入0．03％TIPA后的粉磨水泥，分别在25℃，50qC，80℃条件下密封保存3d、7d，14d，然后在日本理学RigakuD／MAX一3c型

6、粉末衍射仪上用拟合法测定样品的C3A、CAAF含量。2．4浆体溶液离子分析按水灰比5：1将水泥制成净浆，在室温下转动至设定时间，然后进行真空抽滤，滤液用b7'6400型火焰光度计测定K+、Na+离子，将两者相加后分析；用EDTA络合滴定法分别测定滤液中Ca2+、s0。2‘、Fe3+离子浓度。其中净浆成型水为预先用氢氧化钙和石膏制成的饱和溶液。3结果与讨论3．1助磨性能水泥粒度分布和休止角检测结果如表1。表1颗粒的分布和休止角掺量<33～3232～45>45休止角添加剂(％)(o)空白样07．O62．511．319．243．

7、9，nPAO．Ol2．972．98．815．440．2TIPAO．021．975．69．612．938．811PAO．031．980．889．338．2从表1可知，加入TIPA后3¨肌以下和45“m以上颗粒减少幅度较大，最大降低5．1％和9．9％，且掺量增加到0．02％以上后3斗m以下颗粒没有下降，45斗m以上颗粒进一步降低，反之3肛m到32tzra之间的颗粒随掺量增加而增加。说明TIPA使粉磨水泥颗粒粒径分布变窄，超微颗粒和较大颗粒都减少；水泥颗粒的休止角有较大幅度下降，显示TIPA改善水泥流动性的能力较强。TIPA结构

8、中同时含有羟烷基和胺基两种极性基团，且电荷中心不重合，胺基氮原子同时与三个羟烷基相连，氮原子上的一对孤对电子裸露程度低，具有较强的电负性，与粉体吸附的空间位阻较大，而羟烷基可吸附于水泥颗粒表面；氮的电负性使其带有静电斥力，颗粒破碎后新产生的表面由于键的断裂而带有不同的电荷，二者可中合，以避免新生表面的重