應用化學摻料於水泥研磨製程之助磨成效研究

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陳奇鴻(Chi-Hong Chen) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

應用化學摻料於水泥研磨製程之助磨成效研究
(The research regarding efficiency of grinding process of cement with applie chemical admixture)

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摘要(中)

生料配料與研磨、熟料燒成、水泥研磨等為水泥的三大製程，其中水泥研磨的重點在於提昇水泥成品的性質及降低電耗。為使熟料更具易磨性，一般會在水泥研磨製程中添加助磨劑。由於水泥生產設備已漸為大型化，若助磨劑使用不當，對以強度為重要評估指標的水泥產品將會影響既深且遠。
在研磨過程中加入助磨劑，除可阻止熟料受機械作用而形成的微裂縫癒合以避免做虛功外，並可與水泥熟料粒子的表面電荷產生中和作用以避免結團。由於各種化學摻料的成份均不相同，為瞭解其是否達到「助磨」成效，本研究以實驗室用球磨機進行試驗，並測定水泥粉體之比表面積、留篩率、流動性等性質，作為助磨劑效益的判定。
試驗結果顯示，當F型強塑劑與G型添加量為0.055 %，流動化劑與四號助磨劑為0.015 %時，能夠有效提昇比表面積，且減少研磨時間約11 ~ 13 %。在雷射粒徑分析結果部份，亦能增加成品中30 ~ 40 μm顆粒的含量，進而提高新拌水泥漿體的流動性以及硬固漿體的抗壓強度。因此在適量添加化學掺料下，能夠增進水泥成品的性質。

摘要(英)

The mixing and grinding of raw materials, the burning of clinkers and the grinding of cement are the three manufacturing procedures of cement, in which the last one is to enhance the characters of cement and save electricity. Due to the more and more large-scaled manufacturing facilities, the improper use of grinding aids can prominently affect the strength, as the significant indicator of cement products.
Mixing grinding aids during grinding can not only prevent the close up of microcracks that are resulted from the manufacturing procedure of clinkers in machines, but also neutralize the surface electrical charge of clinker particles of cement without clustering. In order to understand the grinding effectiveness of the different elements of each chemical admixture, the study adopts a ball mill, measuring the specific surface area, amount retained ratios and flowability of cement powder to assess the effectiveness of the grinding aids.
According to the experiment, the increase of F and G superplasticizers to 0.055 % and that of fluid medicaments and grinding aids No. 4 to 0.015 % can raise the specific surface area effectively and reduce the grinding time to around 11 ~ 13 %. As for the laser grain size analysis, the grains of end products are increased to 30 ~ 40 μm as well. The result enhances the fluidity of the new cement paste and the compressive strength of the hardened paste; mixing the proper amount of chemical admixtures, therefore, can enrich the characters of cement products.

關鍵字(中)

★ 比表面積
★ 助磨劑
★ 化學摻料
★ 水泥
★ 研磨

關鍵字(英)

★ grinding aids
★ cement
★ grinding
★ specific surface area
★ chemical admixtures

論文目次

第1章前言 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究內容與目的 2
第2章文獻回顧 3
2.1 研磨物料原理 3
2.1.1 物料粉碎形式 4
2.1.2 研磨平衡 5
2.2 研磨能耗理論 6
2.2.1 Rittinger表面積理論 7
2.2.2 Kick體積理論 8
2.2.3 Bond裂紋擴展理論 8
2.3 水泥粉體粒徑分佈 9
2.4 水泥粉體流動性 10
2.5 助磨作用原理 10
2.5.1 促進顆粒分散 10
2.5.2 分散作用對研磨製程的影響 12
2.5.3　促進顆粒破碎 13
第3章試驗材料及研究方法 15
3.1 試驗材料 15
3.1.1 水泥熟料 15
3.1.2 石膏 15
3.1.3 化學摻料 16
3.2 試驗設備與儀器 17
3.2.1 球磨機 17
3.2.2 磨球配置 17
3.2.3 布蘭式氣透儀 18
3.2.4 粉體流動性試驗儀 19
3.2.5 水泥細度負壓篩析儀 20
3.3 試驗方法 20
3.3.1 研磨流程 20
3.3.2 比表面積試驗 21
3.3.3 粉體流動性試驗 22
3.3.4 留篩率試驗 24
3.3.5 水泥漿體試驗 24
3.3.6 粒徑分析 26
3.3.7 掃描式電子顯微鏡觀測 26
第4章研究試驗結果與討論 27
4.1 比表面積 27
4.1.1 F型強塑劑 27
4.1.2 G型強塑劑 28
4.1.3 輸氣劑 29
4.1.4 流動化劑 30
4.1.5 一號助磨劑 31
4.1.6 二號助磨劑 32
4.1.7 三號助磨劑 33
4.1.8 四號助磨劑 34
4.1.9 五號助磨劑 35
4.1.10 小結 36
4.2 粉體流動性 36
4.2.1 F型強塑劑 37
4.2.2 G型強塑劑 38
4.2.3 輸氣劑 39
4.2.4 流動化劑 40
4.2.5 一號助磨劑 41
4.2.6 二號助磨劑 42
4.2.7 三號助磨劑 43
4.2.8 四號助磨劑 44
4.2.9 五號助磨劑 45
4.2.10 小結 46
4.3 留篩率 46
4.3.1 F型強塑劑 47
4.3.3 輸氣劑 49
4.3.4 流動化劑 50
4.3.5 一 ~ 五號助磨劑 51
4.4 新拌水泥漿體試驗 53
4.4.1 流度值 53
4.4.2 凝結時間 56
4.5 硬固水泥漿體試驗 59
4.5.1 抗壓強度 59
4.5.2 小結 65
4.6 水泥粉體微觀分析 65
4.6.1 粒徑分佈 65
4.6.2 掃描式電子顯微鏡觀測 68
4.7 化學摻料對水泥性能影響之比較 77
第5章結論與建議 80
5.1 結論 80
5.2 建議 82
參考文獻 83

參考文獻

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指導教授

李釗(Chau Lee)

審核日期

2006-7-16

推文