水泥助磨剂的助磨作用一般采用粉磨物料的细度、比表面积和强度等来评价研究。随着近年助磨剂研究的深入，国内外开始采用许多新方法，如粉碎系数K、粉磨能耗Em[、粉磨功率P和水化热等对助磨剂的助磨作用进行研究。波等应用灰色关联分析法，研究了水泥粒度分布与水泥强度之间的关系，结果表明：0~3μm区间颗粒对强度的贡献在早期很明显，随着龄期的增长，其贡献越来越小；而3~30μm区间颗粒对强度的贡献随着龄期的增长越来越大。因此助磨剂能否改变水泥粒度分布，直接影响到水泥强度。
目前国内外水泥助磨剂多以醇胺类物质为主要成分，但各成分在粉磨中所起的作用仍需深入研究。本文选择醇胺类助磨剂中常用的3类有机物，通过分析其对水泥的颗粒形貌、比表面积、45μm筛余、粒度分布和强度等的影响，就醇胺类助磨剂助磨的作用做了系统的研究。
1试验
1.1原料
熟料来自市场的普通熟料，石膏为天然石膏，化学成分见表1。助磨剂为分析纯的乙二醇、三乙醇胺和三异丙醇胺。
1.2试验方法
利用颚式破碎机将熟料和石膏破碎，按照熟料∶石膏=95%∶5%配比配制4kg物料，加入到Φ500mm×500mm实验磨中，助磨剂统一按照物料质量比0.06%在粉磨前滴加。掺与不掺助磨剂的物料均按照20min、30min、40min、50min和60min进行粉磨。
水泥粒度分布利用ZETASIZE3000HSA型激光粒度分析仪进行测定；水泥颗粒的微观形貌利用日本电子JSM-5900扫描电子显微镜进行分析；水泥细度测试依据GB/T1345—2005《水泥细度检验方法筛析法》进行；水泥比表面积测试依据GB/T8074—87《水泥比表面积测定方法（勃氏法）》进行；水泥标准稠度用水量依据GB/T1346—2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》进行测试；水泥胶砂强度依据GB/T17671—1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》进行测试。
2试验结果与分析
2.1颗粒的变化形式
从四种试样中分别选取粉磨20min、40min和60min的颗粒，其SEM照片见图1。SO为不添加助磨剂的空白样，SA、SB和SC分别为添加了乙二醇、三乙醇胺和三异丙醇胺的试样。由图1可知，SO在粉磨前期20min时水泥颗粒分布不均，尺寸达50μm左右，最小不足2μm，多数颗粒在10~50μm之间。随着粉磨时间的延长大尺寸颗粒逐渐减少，颗粒分布趋于均匀，60min时颗粒整体细小均匀，尺寸介于3~10μm之间。SA、SB和SC试样颗粒变化过程与空白样相似，粉磨前期大尺寸颗粒居多，且分布不均，粉磨后期颗粒细小，分布均匀。在相同时间下，掺加助磨剂的水泥颗粒整体尺寸小于SO，随着粉磨时间的增加大颗粒迅速减少，可见，三种助磨剂均对粉磨过程有促进作用。
四种试样的高倍SEM照片见图2。
助磨剂使水泥颗粒形貌产生改变，SO中颗粒形状为不规则多边形、楔形，且棱角分明，不利于颗粒之间的流动摩擦。SA、SB和SC中颗粒的形状趋于圆弧形，边缘棱角少，更利于颗粒之间的流动和摩擦，从而促进颗粒的粉磨。
2.2比表面积和45μm筛余
表2为水泥在不同粉磨时间下的比表面积和45μm筛余数值。结果表明，三种助磨剂均能有效提高水泥的比表面积，其中乙二醇的，粉磨20min水泥的比表面积即可达到440m2/kg，60min时比表面积高达548m2/kg。助磨剂使水泥的45μm筛余降低明显，30min时试样SA、SB和SC的45μm筛余分别由不掺助磨剂的37.11%降至9.01%、6.30%和1.15%，其中以三异丙醇胺。
比较表2中的数据可以看出，粉磨30min后，掺入助磨剂的水泥试样45μm筛余已基本不变，但比表面积随粉磨时间增加而持续增加。这是因为比表面积是0~3μm的颗粒起决定作用，如表3所示，30min时SA中0~3μm颗粒含量为14.68%，60min时增至19.30%，因此导致水泥比表面积的增加。45μm筛余则用于区分＞45μm和＜45μm的颗粒含量，其他具体粒径段（区间）的颗粒含量无法得到，且粉磨一定时间后＞45μm的颗粒含量很低甚至几乎全部通过筛，如表2中数据所示，粉磨30min试样SC中45μm筛余为1.15%，40min时降至0.70%，60min时则为0.69%，可见30min后利用45μm筛余继续对助磨剂助磨作用进行表征已无实际意义。
2.3粒度分布
水泥颗粒的粒度分布对水泥强度影响很大，目前国内外研究结果为：3~32μm颗粒对强度增长起主要作用，其粒度分布应是连续的，且总量不低于65％；小于3μm的细颗粒易结团，其含量不要超过10％；大于60μm的颗粒对强度基本不起作用，只能作为填充材料，没有。因此，助磨剂在粉磨中能否对水泥粒度分布产生有利影响，是其助磨作用的重要指标。
粉磨50min水泥的粒度分布见表4。由表4可以看出，助磨剂使水泥的粒度分布发生了变化，平均粒径降低，颗粒变细。其中，乙二醇使水泥0~3μm的颗粒显著增加，其含量达到19.14%，而3~32μm颗粒含量为70.30%，低于空白样。因此可知，乙二醇对水泥的粒度分布产生不利影响。三乙醇胺和三异丙醇胺对水泥0~3μm颗粒含量的变化影响微小，但使3~32μm颗粒大幅增加，其含量分别增至77.79%和78.97%。结果表明，三乙醇胺和三异丙醇胺能显著改善水泥的粒度分布。
2.4助磨剂对水泥强度的影响
粉磨50min的水泥试样的标准稠度用水量和砂浆强度测试结果见表5。助磨剂的应用影响了水泥标准稠度用水量，其中SB和SC的水泥标准稠度用水量下降，SA水泥标准稠度用水量增加，其原因在于乙二醇使水泥中0~3μm颗粒含量增加到19.14%。相对于不掺加助磨剂的水泥试样，三乙醇胺和三异丙醇胺能促进水泥砂浆强度的增长，SC的28d抗折强度达到10.1MPa、抗压强度可达67.2MPa。乙二醇则仅对3d强度有所提高，对28d强度产生不利影响。以上结果表明，对水泥粒度分布产生有利影响的三乙醇胺和三异丙醇胺，能有效改善水泥强度。
3结论
1）助磨剂乙二醇、三乙醇胺和三异丙醇胺使水泥颗粒趋于圆形，边缘棱角减少，利于颗粒之间的流动和摩擦，促进颗粒的粉磨。
2）45μm筛余用于区分＞45μm和＜45μm的颗粒含量，其他具体粒径段（区间）的颗粒含量无法得到，粉磨一定时间后继续用45μm筛余对助磨剂助磨作用进行研究没有实际意义。
3）乙二醇能够显著提高水泥0~3μm颗粒的含量，促进水泥的早期强度增长，对后期强度产生不利影响。三乙醇胺和三异丙醇胺有效提高3~32μm颗粒含量，使水泥中后期强度增强明显。
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