Dalam penelitian ini, pengaruh substitusi senyawa boron dengan alat bantu gerinda berbasis glikol terhadap kinerja kuat tekan semen diteliti. Monoethylene glycol (MEG) dan dietylene glycol (DEG) digunakan sebagai alat bantu penggilingan berbasis glikol, dan boraks anhidrat dan asam borat digunakan sebagai senyawa boron dalam pengujian. Produksi semen tipe CEM I dilakukan dengan penambahan campuran alat bantu gerinda pada klinker Portland dan beberapa gypsum pada percobaannya. Semua sampel semen yang dihasilkan diuji kehalusan Blaine, analisis unsur xrf dan uji kuat tekan selama 2, 7 dan 28 hari. Hasil pengujian alat bantu penggilingan campuran MEG dan senyawa boron tidak menunjukkan adanya peningkatan performansi kuat tekan pada umur berapa pun terkait dengan MEG yang digunakan itu sendiri. Namun, dengan penambahan senyawa boron ke DEG meningkatkan kinerja alat bantu penggilingan pada semua umur (2, 7 dan 28 hari). Alasan yang mungkin untuk peningkatan ini adalah ester borat yang dibentuk dengan DEG dan asam borat dalam media basa.
Banyak bahan kimia telah digunakan sebagai alat bantu penggilingan dalam studi ilmiah dan industri. Amina seperti triethylenetetramine, aminalol seperti diethanolamine, senyawa glikol seperti turunan etilen glikol, fenol, dan fenol, dan juga banyak senyawa kompleks yang digunakan sebagai alat bantu penggilingan [1]. Katsioti dan rekan [2] mengevaluasi enam aditif penggiling komersial yang digunakan dalam produksi semen Portland. Dalam studi ini, pada semua kasus, penambahan alat bantu penggilingan terjadi seiring dengan perkembangan permukaan spesifik dan indeks grindabilitas. Hasilnya disebabkan oleh kemampuan untuk mengurangi ketahanan terhadap kerapuhan dan kemampuan bantuan untuk mencegah penggumpalan ke bola dan penggilingan di dalamnya. Sohoni dan lainnya menyelidiki efisiensi klinker semen Portland, batu kapur dan kuarsa dalam produksi batch mereka di ball mill tipe laboratorium dengan tujuh alat bantu penggilingan yaitu trietanolamina, mono- dan dietilen glikol, asam oleat, natrium oleat, cairan limbah sulfit dan dodecylbenzene sulfonic acid. Telah ditentukan bahwa semua pengaruh alat bantu gerinda yang digunakan pada kelas yang berbeda. Alat bantu penggilingan memiliki efek merugikan hanya pada penggilingan kuarsa, tetapi memiliki efek menguntungkan yang signifikan pada penggilingan batu kapur dan klinker [3]. Jeknavorian dan lainnya telah mengidentifikasi senyawa fenol, 5-glikol, dan alkanolamin dalam semen dengan teknik uji yang mereka temukan [4]. Proses penggilingan tergantung pada kontrol gaya aglomerasi produk. Telah terbukti bahwa ukuran partikel dan konsumsi energi penggilingan dapat dikurangi dengan menggunakan alat bantu penggilingan [5] [6].
Ada penelitian tentang boron dan semen. Banyak dari penelitian ini tentang penggunaan senyawa boron sebagai bahan aditif mineral dalam semen portland. Dalam karya Elbeyli dan rekan-rekannya, efek borogypsum biasa dan borogypsum terkalsinasi pada semen portland dipelajari. Semen yang dibuat dengan borogypsum (5%) tidak berubah kekuatannya selama 28 hari dibandingkan dengan yang dibuat dengan gypsum alami tetapi melaporkan bahwa (5%) semen campuran borogypsum hemihidrat memberikan peningkatan kekuatan 25% [7]. Erdogan dan lainnya menggunakan borogypsum yang merupakan produk sampingan dari tanaman asam borat. Ini terutama terdiri dari CaSO4 ∙ 2H2O dan kedua B2O3 dan beberapa pengotor lainnya. Borogypsum lebih disempurnakan untuk mengurangi rasio B2O3, dan campuran baru ini digunakan dalam pengujian. Hasil penelitian menunjukkan bahwa borogypsum halus ini dapat digunakan untuk semen portland dan puzzolana biasa [8]. Dalam studi lain, sampel semen 1% dan 1,5% yang mengandung limbah tanah liat menunjukkan kekuatan yang lebih baik daripada semen referensi. Dua boron berbeda yang mengandung lempung digunakan dalam percobaan. Konten B2O3 masing-masing adalah 19,78% dan 9,63% [9]. Studi tentang efek pada sifat semen dengan menggunakan mineral boraks pentahidrat dalam campuran semen Portland telah menunjukkan bahwa mineral boraks dapat digunakan hingga 10% [10]. Namun, seiring dengan peningkatan kadar boraks, kekuatan semen yang mengandung boraks menurun. Campuran semen yang dibuat menggunakan colemanite 1% sampai 5% yang memiliki kadar B2O3 17,65% menunjukkan sedikit peningkatan pada kuat tekan 28 hari dibandingkan dengan semen referensi. Selain itu, hasil kuat tekan campuran kolemanit lebih baik bila dibuat dengan mencampurkan abu layang dan abu dasar boiler batubara [11]. Reaksi antara senyawa boron dan Ca (OH) 2 yang terjadi selama hidrasi membantu ikatan yang terbentuk antar partikel, dan ini meningkatkan kuat tekan [12].
Dalam studi lain, dua alat bantu penggilingan yang berbeda berbasis amina industri (TEA + TIPA) dan berbasis glikol (MEG + DEG) digunakan [13]. Dalam semua pengujian, kehalusan semen dijaga konstan (nilai Blaine 3500 cm2 / gr). Sifat reologi dan hasil kekuatan semen uji diperiksa. Ada penurunan lebih dari 2 MPa (sekitar 4,7%) dalam kekuatan 28 hari dari alat bantu penggilingan dosis 0,1% berbasis glikol dibandingkan dengan semen referensi yang diproduksi. Dalam studi lain, pengaruh alat bantu penggilingan pada jumlah penggunaan klinker dan jumlah energi penggilingan yang dikonsumsi selama penggilingan diselidiki [14]. Amina, glikol, dan asam digunakan dalam penelitian ini sebagai alat bantu penggilingan. Alat bantu penggilingan glikolat yang digunakan adalah campuran dietilen glikol (DEG) dan propilen glikol (PG). Dalam percobaan dimana alat bantu penggilingan berbasis glikol ditambahkan hingga dosis 0,08%, peningkatan kekuatan tekan hingga 8% ditentukan pada kekuatan tekan 28 hari relatif terhadap semen referensi. Namun, pada dosis yang lebih tinggi (misalnya 0,11%) terjadi peningkatan kebutuhan air, penurunan nilai Blaine dan penurunan kekuatan 28 hari.
Schrabback menunjukkan efek positif dari penambahan polikarboksilat eter ke alat bantu penggilingan biasa. Dalam studi tersebut kinerja yang sebelumnya dicapai dengan bantuan penggilingan berbasis glikol sebagai peningkatan produksi 9% dengan mudah dicapai sebagai peningkatan produksi 16% dengan bantuan penggilingan berbasis glikol yang diformulasikan dengan PCE [15]. PCE bereaksi seperti senyawa dengan berat molekul rendah dalam penggilingan semen dan reaksi hidrasi berikutnya. Duan-le dan lainnya menyelidiki efek senyawa organik yang mengandung gugus ester pada hidrasi dan pengerasan semen [16]. Lima senyawa organik golongan ester yang berbeda (etil asetat, dimetil oksalat, gliseril triasetat, trimetil fosfat dan trietanolamina borat) digunakan. Ester ditemukan menunda tahap awal hidrasi. Pada semua senyawa organik lainnya kecuali trimetil fosfat, kekuatan tekan 3 hari 28 hari meningkat. Selain itu, penelitian ini menyimpulkan bahwa peningkatan jumlah gugus ester meningkatkan efektivitas hidrasi semen dan pengaruh keberadaan gugus fungsi seperti fosfat atau borat memengaruhi peran ester.
Alih-alih alat bantu penggilingan konvensional, penggunaan bahan kimia ini dalam kombinasi dengan polimer atau bahan kimia yang berbeda dapat menunjukkan kinerja alat bantu penggilingan yang lebih efisien. Untuk alat bantu penggilingan berbasis glikol dan senyawa boron, belum ada studi yang tersedia untuk tujuan ini.