⚡

省エネ

同等のブレーン粒度で比消費電力を 5 ～ 15% 削減

📈

スループットの向上

同じ細かさと消費電力でミル出力が 5 ～ 20% 向上

💪

体力の増加

標準用量で 28 日間圧縮強度が 3 ～ 8 MPa 向上

メカニズム１：研削効率⚡

動作時: フライス加工

クリンカー粒子がミル内で破壊されると、新たに作成された表面には高い表面エネルギーと不満足なイオン結合が生じます。これらの表面は静電気で互いに引き付け合うため、凝集- 粒子は-再結合してクラスターになり、粉砕媒体をコーティングし、ミルの壁に蓄積します。この「クッション効果」により研削効率が大幅に低下します。

アルカノールアミンは窒素非共有電子対を通じて破断面に吸着し、表面電荷を中和して粒子間引力を減少させます。{0}}その結果、凝集が減少し、粉末がより自由に流動し、媒体がよりクリーンになり、単位粉末あたりのエネルギーが低減されます。-

メカニズム2：筋力強化💪

作動時：ハイドレーション時（水と混ぜた後）

セメント粒子表面のアルカノールアミン残留物（粉砕後に微量に残る）は、クリンカー相の水和方法を変化させます。第三級アルカノールアミン -、特に DEAE と TIPA - は、水和を選択的に促進します。アルミン酸カルシウム（C₃A）とフェライト（C₄AF）段階。これにより、より早期かつより完全なエトリンガイトの形成が促進されます。

DMEA と TEA はより広範囲に作用し、C₃S と C₃A の両方の水分補給を促進します-。初期および 28 日間の強度の両方に貢献します。-。アルカノールアミンのヒドロキシル基は、細孔溶液中のカルシウムイオンと錯体を形成し、ケイ酸カルシウム水和物（C-SH）の沈殿速度を変更します。

🔗 アミン窒素 → 表面ルイス酸サイト

カルシウム-が豊富なクリンカーの表面には、ルイス酸サイト (Ca²⁺、Al³⁺) が存在します。アミン窒素の非共有電子対はルイス塩基として機能し、これらの表面カチオンと配位結合を形成します。この吸着は、粉砕プロセスを通じて持続するのに十分強力ですが、水和中に放出するには十分弱いです - アミンは細孔溶液に脱着し、そこで C3A および C4AF の溶解速度に影響を与え続けます。

🔗 水酸基 → ケイ酸塩酸素と水素結合

アルカノールアミン水素の –OH 基は、C3S と C2S のケイ酸塩四面体骨格内の架橋酸素原子に結合します。{0}この相互作用は初期の水和時に特に重要です。アルカノールアミンは C-S-H ゲルの核生成を導くテンプレートとして機能し、補助なしで形成されるものよりも均一で緻密なゲル微細構造を生成します。 2 つの –OH 基を持つ BDEA および DEAE は、等モル用量の TEA または DMEA よりもこの効果の強力なバージョンを示します。

⚡ 電荷の中和 → 凝集の減少

プロトン化アミン (新鮮な破面近くの局所的な酸性環境における R₃NH⁺) が負に帯電したケイ酸塩表面に吸着すると、表面のゼータ電位がゼロに向かって低下します。ゼロに近いゼータ電位を持つ粒子は、-相互に最小限の静電引力を持ち、乾式粉砕における凝集の主な原因を排除します。-この効果は測定可能です。-よく最適化された粉砕助剤配合物は通常、水性分散液中のセメント粒子のゼータ電位を -25 mV から -5 mV、さらに +5 mV にシフトします。

📍 追加ポイント: ミル入口 (推奨)

ミル供給入口に粉砕助剤を追加すると、粉砕回路全体で新たに破砕された粒子表面に最大限の時間が確保されます。液体添加剤は、計量ポンプによってクリンカー供給ベルト上に直接、またはミル入口シュート内に計量供給されます。これは、ボール ミルおよび垂直ローラー ミル (VRM) の標準的な方法です。

📍 追加ポイント: ミル出口 (代替)

アルカノールアミンの主な機能が粉砕効率ではなく水和調整である強度強化の目的の場合、ミルの出口または分離器のバイパスで添加すると、ミルの温度と水分バランスに影響を与えることなく正確な添加が可能になります。{0}このアプローチは、粉砕助剤を効率助剤とは別に添加する場合に使用されます。

⏱️時間設定

推奨用量では、アルカノールアミンは硬化時間に最小限の影響を及ぼします-。通常、対照と比較してビカットの初期硬化時間は±15分未満です。過剰摂取（活性成分約 400 g/t 以上）では、TEA および TIPA は初期硬化の顕著な遅延（30 ～ 60 分）を引き起こす可能性があります。これは、おそらくエトリンガイトの核形成を遅らせるカルシウムイオンの錯体形成によるものです。 DMEA と DEAE は、分子量が低く、カルシウムの配位構造が異なるため、同じ用量で TEA よりも遅延傾向が低くなります。

🌊 作業性と水需要

TEA と DMEA は、同じ w/c 比でセメント ペーストの流動性（ミニスランプまたはフロー テーブル スプレッドで測定）を改善します。推奨用量での対照と比較して、通常は 10～25 mm 改善します。これは、セメント粒子に対するプロトン化アミンの分散効果によるものと考えられます-。ミル内での凝集を軽減するのと同じメカニズムです。 DEAE と TIPA は、分子サイズが大きいため、強度向上活性に比べて分散剤としての有効性が低下するため、添加したグラムあたりの流動性の改善は少なくなります-。

🏗️ 長期的な耐久性-

At the minute quantities used (100–400 g active per tonne of cement = 0.01–0.04% by weight of cement), alkanolamine residues in the hardened concrete paste are below levels that affect long-term durability. Chloride ion permeability (RCPT), sulfate resistance, and carbonation resistance are not measurably compromised by alkanolamine grinding aids at recommended dosage. However, at significantly elevated dosages (>1,000 g/t)、TEA は総気孔率を増加させることが示されています -。これは推奨用量範囲内に留めることの重要性を強調しています。

🏭 GGBS (スラグ)

スラグは潜在的な水硬性物質です - 活性剤なしではゆっくりと反応します。アルカノールアミン、特に TIPA と DEAE は、スラグ表面から放出される Al3+ イオンと Ca2+ イオンを錯体化することでスラグの溶解を促進し、C-S-H および C-A-H ゲルの形成を促進します。 50 ～ 70% のスラグ置換レベルでは、TIPA を 150 ～ 300 g/t 添加すると、補助なしのブレンドと比較して 28 日間の強度を 3 ～ 5 MPa 回復できます。

🌫️フライアッシュ

クラス F フライアッシュ (低-カルシウム) は反応がクリンカーの水和による Ca(OH)₂ に依存する遅いポゾランです。アルカノールアミンはクリンカーの水和を促進し、フライアッシュ反応での Ca(OH)₂ の利用可能性を高めます - 相乗効果です。 DMEA はフライアッシュのブレンドに特に効果的です。そのより速い C₃S の加速により水酸化カルシウムの供給が行われ、フライアッシュのポゾラン反応が早期に開始されるためです。-

🧱 焼成粘土(LC3)

Calcined clay (particularly metakaolin) is highly reactive with Ca(OH)₂, forming alumino-silicate hydrates (C-A-S-H) with excellent strength and low permeability. DEAE and TIPA, with their C₃A-preferential acceleration, enhance the aluminate-rich reaction environment that makes calcined clay blends particularly strong at 28–90 days. This application is still emerging but shows significant potential for low-carbon cement systems targeting >クリンカー因子を50%削減。

🧪 HPLC-ELSD (液体製品)

-蒸発光散乱検出機能を備えた高速液体クロマトグラフィー (HPLC-ELSD) は、液体研削助剤濃縮物中の個々のアルカノールアミン成分を定量するための確立された方法です。水/アセトニトリル移動相を使用した C18 またはイオン-交換カラムでの分離により、15 分間の 1 回の実行で TEA、DMEA、DEAE、TIPA、ジエタノールアミンのベースライン分離が得られます。検出限界は通常 10 ～ 50 mg/L です。

🧪 セメント中のIC (イオンクロマトグラフィー)

導電率検出を抑制したイオンクロマトグラフィーは、セメントから抽出されたアルカノールアミンを mg/kg レベルで定量できます。セメントは希 HCl または水で抽出され、濾過され、陽イオン交換カラムに注入されます。-。文献に記載されている方法 (例: ASTM- 隣接プロトコル) では、標準的な研削助剤用量の 5～20 mg/kg という典型的な残留レベルを大幅に上回る 10～50 mg/kg セメント - で TEA、DMEA、DEAE の検出が達成されています。

Q: アルカノールアミン粉砕助剤は、セメントと減水剤の適合性に影響しますか?

At standard dosages (100–400 g/t active), alkanolamines do not significantly affect the compatibility of cement with polycarboxylate ether (PCE) superplasticizers - the dominant admixture type in modern concrete. TEA at high dosage (>500 g/t) は、C₃A 表面の吸着サイトをめぐって競合するため、PCE の有効性を若干低下させる可能性があります。減水剤の適合性が重要な場合（例: 自己充填コンクリート、超-高性能コンクリート）、-TEA の代わりに DMEA または DEAE を使用し、本格的な試験の前にスランプ保持試験を通じて特定の PCE 製品との適合性を確認してください。-

Q: アルカノールアミン研削助剤は EN 197-1 および ASTM C150 で許可されていますか?

EN 197-1 (ヨーロッパのセメント規格) では、セメントの性能要件やコンクリートの耐久性を損なわない限り、セメントの質量の 1% までの加工添加物を許可しています。標準用量のアルカノールアミン粉砕助剤 (セメントに対して 0.005 ～ 0.04% の活性) はこの制限内に十分収まります。 ASTM C150 (米国ポルトランドセメント規格) では、加工添加量は 1% を超えてはならず、コンクリートの耐久性を損なうことはできません。アルカノールアミンは推奨用量で両方の点で適格です。一部の市場では有機添加物の種類に追加の制限が適用されているため、必ず特定の国家規格および認証機関に確認してください。

Q: DMEA または DEAE を、既存の粉砕助剤配合物中の TEA の直接ドロップイン代替品として使用できますか?{0}

1:1 の重量比 - ではなく、投与量を調整すると、はい。 DMEA (分子量 89) は TEA (分子量 149) よりもはるかに軽いため、重量-と同等の置換により、より多くのモルのアミンが供給されます。代替品として DMEA を試用する場合は、TEA 重量の 60% の投与量から開始し、その後ブレインの細かさと強度のテストによって最適化します。 DEAE (分子量 117) は、等モル負荷に対して TEA 重量の約 79% の投与量を必要とします。どちらの場合も、初期強度 (1- 日) のわずかな低下と 28- 日強度の向上、さらに粉砕効率の利点の減少が予想されます。トレードオフのプロファイルはクリンカーとミルの構成によって異なります。

Q: アルカノールアミンを炭素鋼タンクに保管すると時々観察される茶色の変色の原因は何ですか?

保存されたアルカノールアミン (特に TEA および BDEA) の茶色または黄色の変色は、炭素鋼表面から浸出した鉄イオンの存在下でのアミンの酸化分解によって引き起こされます。鉄はフェントン-反応触媒として作用し、アルキル鎖を攻撃するヒドロキシルラジカルを生成します。着色された生成物は鉄-アミン錯体および酸化副産物です。予防: ステンレス鋼 304/316 または HDPE タンクを使用します。窒素ブランケットを維持する。保管時は40度を超える温度を避けてください。変色した製品は、使用前に活性アミン含有量をテストする必要があります。- 色は品質の指標ですが、必ずしも活性が完全に失われることを意味するわけではありません。

Q: 粉砕助剤の要件に関して、垂直ローラーミル (VRM) はボールミルとどのように異なりますか?

VRM は、ボールの衝撃ではなく、ローラーと回転テーブルの間の粒子間圧縮によって動作します。{0}粉砕機構により熱が発生し、ボール ミル セメントよりも粒度分布が狭い、より細かく角張った粒子が生成されます。粉砕助剤の選択における主な違い: (1) VRM セメントは圧縮機構によりすでに凝集しにくいため、アルカノールアミンによる粉砕効率の利点はボール ミルほど顕著ではありません。 (2) VRM セメントの PSD が狭いということは、ボトルネックが粒子の細かさから水和活性化に移行するため、強度を高めるアルカノールアミン (DEAE、TIPA) が比例して大きな利益をもたらすことを意味します。{5} (3) VRM システムは湿気に敏感です - アルカノールアミンは希釈した水溶液として投与する必要があります (<20% concentration) to avoid localized moisture build-up on the grinding table.