摘要:
我国绝大多数地区水泥产能已饱和或过剩，提产的需求已经不迫切，近年来，新建、扩建的水泥生产线都有熟料预破碎系统，以及高效选粉系统，磨机产量已大幅提高。例如φ4.2×13M磨机产量已达240t/h；提产的空间已经不大。许多磨机水泥粉磨电耗已降至35kWh/t以下，磨机提产15%，只能节电5kWh/t左右，一些有余热发电的企业平均电费已降至0.4元/kWh以下。由于提产节约的电费还低于使用助磨剂的费用，因此在水泥助磨剂中复合更多的功能（对水泥性能无害），适应市场的需要，是助磨剂发展的必然趋势。
一、水泥助磨剂多功能化的必然性
1、我国绝大多数地区水泥产能已饱和或过剩，提产的需求已经不迫切；
2、近年来，新建、扩建的水泥生产线都有熟料预破碎系统，以及高效选粉系统，磨机产量已大幅提高。例如φ4.2×13M磨机产量已达240t/h；提产的空间已经不大。
3、许多磨机水泥粉磨电耗已降至35kWh/t以下，磨机提产15%，只能节电5kWh/t左右，一些有余热发电的企业平均电费已降至0.4元/kWh以下。由于提产节约的电费还低于使用助磨剂的费用，因此在水泥助磨剂中复合更多的功能（对水泥性能无害），适应市场的需要，是助磨剂发展的必然趋势。
二、我国水泥助磨剂多功能化发展现状
1、水泥企业需求状况
市场是助磨剂发展的导航仪。根据我们近几年的调查和分析，水泥生产企业对助磨剂需求大致分为四类：
（1）要求提高磨机产量15-20%，以提产为主要目的，这类企业大约占5-10%；
（2） 要求增加混合材6-8%，提产10%左右，以降低成本为主要目的，这类企业约占65-70%；
（3）要求提产10%左右，增加混合材2-4%，水泥性能（需水量、凝结时间）基本不变，以降低成本同时保证水泥质量为前提，这类企业约占15-20%；
（4） 其他特殊要求，如延长凝结时间、减少坍落度经时损失等，这类企业约占5%。
2、助磨剂企业生产状况
我国目前助磨剂生产企业大约有300多家。
关于助磨剂的品种，如果按外观分，有固体助磨剂和液体助磨剂两种。按功能分，有提产型、提产/增强型、缓凝型等多种。固体助磨剂基本上都是提产/增强型，在水泥中的掺量为0.5-0.8%；液体助磨剂：提产型掺量为0.02-0.03%，提产/增强型掺量为0.1-0.2%；
全国助磨剂年产量有多大？目前还没有权威的统计数据。如果以助磨剂类型来统计，则提产/增强型的多功能助磨剂生产量大约占85-90%左右的份额。
三、水泥助磨剂多功能化可以获得多方面效益，符合科学发展观
1、减少物料粘球、粘磨、团聚，降低粉磨电耗，提高磨机产量
2000年施行水泥强度检验新标准（ISO标准）后，我国水泥细度控制指标平均下降了2~3%。水泥细磨伴随物料粘球、粘磨、团聚现象出现，阻碍研磨体对物料的粉磨，导致电耗增加，磨机产量下降。水泥细度越细，粉磨阻力越大。
粘球、粘磨、团聚现象的产生，源于水泥细颗粒表面过剩的电荷、价键力、表面能等。助磨剂是带极性基团的分子，它们很容易被吸附到细颗粒的表面，使水泥细颗粒表面过剩的电荷、价键力、表面能等降低或消除，从而避免粘球、粘磨、团聚现象的产生。粉磨阻力降低，产量提高，电耗随之下降。
2、提高选粉机效率
因为助磨剂对水泥颗粒的分散作用，细小的颗粒不会形成大颗粒被带回到回粉中，更多细粉作为成品排出，选粉效率提高10-20%，循环负荷降低50-100%。
3、降低出磨水泥温度
水泥经粉磨后温度升高，其原因是：1）研磨体撞击、摩檫产生热。这种热可以通过优化磨机参数（级配、填充率、研磨体几何形状等）降低。2）微裂纹愈合、颗粒团聚、细颗粒与研磨体及衬板粘结，使水泥颗粒的表面能转变为热能；这部分能量是可以通过助磨剂的作用降低的。根据我们许多大磨的实践，使用助磨剂后出磨水泥温度可以下降5-10℃左右。
4、改善水泥颗粒级配，进而改善水泥及混凝土性能。
使用助磨剂，在混合材掺量相同情况下，水泥中≤3μm的颗粒减少1-4%，而3-30μm的颗粒增加3-6%，≥45μm的颗粒减少1-2%；
≤3μm的颗粒需水量大，水化快，因此≤3μm的颗粒减少对减少水泥需水量、减少混凝土坍落度经时损失均有利。
≤3μm的颗粒水化快，对水泥1-3天强度贡献大，但由于水化快，形成的水泥石结构不密实，过细的水泥颗粒对28天强度及混凝土耐久性都不利；
众所周知，3-30μm的颗粒增加对提高水泥3-28d强度都是有利的。3-30μm的颗粒的增加是通过减少≤3μm和≥45μm的颗粒来实现的。
≥45μm的水泥颗粒，其内核（1-10μm）由于被水化物包裹是永远不能水化的，以集料的形式（同砂、石）存在于混凝土中。因此减少≥45μm的水泥颗粒数量，既有技术（增强）效益，又有经济效益（减少熟料的浪费）。[Page]
5、增强型助磨剂在保持水泥强度不变的情况下可以增加混合材掺量6-8%，节约熟料6-8%，一方面可以降低水泥的能源和资源消耗，另一方面可以减少CO2、NOX等废气排放，既有经济效益，又有环境效益。就我国14亿吨水泥产能而言，节约6%的熟料，一年就是6000万吨，相当于可以少建20条日产1万吨的生产线。
6、水泥颗粒分散性好，粘聚性降低，可以解决散装水泥卸不干净的问题。
四、水泥助磨剂多功能化与水泥助磨剂国家标准
1、水泥助磨剂多功能化与助磨剂国家标准
水泥助磨剂多功能化就是将国外的“助磨剂”和“功能添加剂”复合在一起的助磨剂。
水泥助磨剂多功能化在我国已成为既成事实，大多助磨剂企业都在生产，众多水泥企业也在使用。对于这样一种现象，仁者见仁，智者见智，可能有不同看法。
国家标准关于水泥助磨剂定义，只规定其助磨功能，没有规定助磨剂可以附加其他功能，也没有规定不能附加其他功能。但是如果助磨剂中附加的功能“对水泥性能无害”，而且对改善水泥及混凝土有利、对节约资源、能源有利，复合科学发展观，就不违背国家标准。
当然如果在助磨剂中附加一些对水泥性能有害的物质或功能，是必须严格禁止的。
2、水泥助磨剂标准修订值得探讨的几个问题
水泥助磨剂多功能化已是我国助磨剂发展的必然趋势。
在水泥助磨剂行业标准修订成国家标准之际，根据我们多年来对助磨剂生产、使用和研究获得的经验，对标准的修订提出以下几点意见。
（1）关于试验方法
现有标准中助磨剂对水泥性能影响的试验方法是将助磨剂直接加入水泥中试验，没有经过粉磨。根据我们大量试验结果证明，助磨剂直接加入水泥中试验，与加入水泥中经过共同粉磨后试验，水泥性能差异很大。如凝结时间，直接加的凝结时间可能延长30min以上，但共同粉磨的凝结时间则没有延长。又如直接加入的水泥稠度不变，共同粉磨时稠度增加等等。水泥助磨剂在生产中是肯定参加粉磨的，直接加入水泥的试验方法很可能没有反映助磨剂的真实性能。因此关于助磨剂对水泥性能影响的试验方法是值得进一步研究、改进的问题。
（2）稠度和胶砂流动度
现有标准中要求加助磨剂水泥稠度变化不超过±1%；水泥胶砂流动度95-105%。
我们的大量试验结果表明，加助磨剂的水泥稠度增加，而胶砂流动度不降低有时还增加。众所周知，胶砂流动度大小与混凝土需水量和流动性能相关性比稠度的相关性大。因此助磨剂对水泥稠度的影响这一指标是否可以取消？
另外助磨剂如果降低水泥胶砂流动度，对水泥性能有害，应该加以限制；但对于增加水泥胶砂流动度（例如≥105%）的情况，显然对改善混凝土性能是有利的，是否有必要限制？其上限（105%）限制是否可以取消？
（3）关于比表面积
现有标准中助磨剂的助磨作用要求：45μm筛余减少≥2%，比表面积增加≥10m2/Kg。
大量的实践证明，掺助磨剂的水泥即使细度下降了，而水泥的比表面积往往也下降。这在业界似乎已形成共识。在修订的标准中是否可以将这一指标删去？
（4）关于凝结时间
现有助磨剂标准中规定，掺助磨剂水泥凝结时间变化≤±30min。
掺助磨剂的水泥，特别是增加混合材的水泥往往凝结时间有较大的延长。还有一些企业为了适应用户要求（如道路用水泥，解决混凝土坍落度经时损失等），需要适当延长水泥凝结时间。现有助磨剂标准对凝结时间的限制，不利于多功能助磨剂的发展。
国家通用水泥标准中只规定了水泥初凝时间不能早于45min，在初凝45min与终凝10h之间很宽的范围内，并没有对水泥初凝时间上限（10h前）做出规定。凝结时间短一点、长一点对水泥性能并无害。
如果认为有必要对凝结时间进行限制，可否参照通用水泥标准中对碱（R2O）的限制办法，交由助磨剂用户与供应商自行协商确定。没有必要规定掺助磨剂水泥凝结时间变化≤±30min。
（5）明确限制助磨剂中Cl-和碱（R2O）含量
为了保证助磨剂多功能化的安全，在助磨剂标准修订时有必要明确规定助磨剂中不能添加氯盐、碱等对水泥和混凝土性能有害的物质，对其含量指标做出严格限制。
