CN102503235A

CN102503235A - 一种高效水泥液体助磨剂

Info

Publication number: CN102503235A
Application number: CN2011103606575A
Authority: CN
Inventors: 张虎; 张新地
Original assignee: SHAOXING SHIJINSHI BUILDING MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHAOXING SHIJINSHI BUILDING MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-11-15
Filing date: 2011-11-15
Publication date: 2012-06-20

Abstract

本发明公开一种高效水泥液体助磨剂，包括以下组分：二乙醇单异丙醇胺，含量为20~25%；丙三醇，含量为8~10%；糖蜜，含量为18~20%；其余为水，用作溶剂，以上百分量均以重量计。本发明的水泥助磨剂，在水泥粉磨时加入到水泥磨中，可提高台水泥磨台时15%以上；生产出来的水泥3天强度增加3MPa以上，28天强度增加4MPa以上。同时本发明中不含任何氯、碱离子，避免了氯、碱离子对水泥所带来的危害。

Description

一种高效水泥液体助磨剂

技术领域

本发明涉及水泥生产领域，特别是涉及一种高效水泥液体助磨剂。

背景技术

水泥助磨剂是一种在水泥粉磨过程中加入磨机内起助磨作用而又不损害水泥性能的添加剂，一般掺量为1%以下。它可改变磨机内部物料之间的分散性及水泥的流速，提高水泥的输送效率，并有效消除水泥微细颗粒的静电吸附和包球糊磨现象，可提高磨机台时产量达20%左右，同时有效地减少了过粉磨现象，优化水泥颗粒级配，降低水泥筛余。复合型助磨剂还含有对粉煤灰、矿粉等水泥混合材起激发其潜在活性作用的激发剂，提高水泥强度从而增加生产水泥时混合材的掺量，减少熟料掺量，大幅度节约石灰石资源的消耗，降低生产成本。使用水泥助磨剂还可以在不增加粉磨设备和不改变粉磨时间的情况下，提高年度生产量及劳动力，扩大了生产规模，降低吨水泥耗电量，降低生产成本。

水泥工业中，粉尘、CO2和SO2的排放量分别为全国工业生产总排放量的27.10%、21.8%、4.85%。CO2、SO2和NOx是形成地球温室效应和酸雨的有害气体。使用水泥助磨剂在水泥生产粉磨过程中既节煤、节电，同时又减少了有害气体的排放量，改善了水泥企业附近的生态环境，提高了当地居民的生活质量，也减少了社会的治污成本。使用水泥助磨剂是水泥企业节能降耗、减排利废的一项很有效的措施。水泥助磨剂能够在节约资源、能源；降低能耗；减少劳动力等方面取得巨大社会效益。

国外粉碎作业使用助磨剂已有70多年的历史，自从1930年Goddard以树脂作为助磨剂在英国首先取得专利以来，先后被研究作为助磨剂的物质达50多种，助磨剂的品种以有机化合物为主，其中以醇和醇胺类的化合物为多。德国、法国、美国、日本、俄罗斯、韩国等国对助磨剂的研究和应用较为广泛，据悉目前美国、日本几乎所有的水泥厂都使用水泥助磨剂。我国对助磨剂的研究和应用起步较晚，20世纪50年代后期，一些水泥厂曾利用煤、纸浆废液、肥皂废液等作为水泥助磨剂，效果不甚明显。20世纪70年代，不少水泥企业和研究部门对助磨剂开展广泛的研究和应用工作，先后对水泥磨及生料磨使用助磨剂进行了实验室试验、工业性试验和生产上的应用，近年来，助磨剂的研究得到有关高等院校、科研院所和科技开发公司的高度重视，取得多项成果。

过去十年中国水泥产量增长很快， 2010年度全国水泥产量约在18亿吨占世界水泥总量的50%以上，可见中国水泥在世界上的重要性。水泥助磨剂行业潜在市场巨大，发展前景良好，这是本发明人研发新型助磨剂的主要原因。

目前，我国水泥总产量已突破18亿吨，由于存在巨大的水泥助磨剂市场，国外公司如德国Basf公司，英国Fosros公司，意大利Mapei公司等企业都已经进入中国水泥助磨剂市场。他们的产品都已形成系列化，大部分企业都已涉及到混凝土外加剂，水泥助磨仅仅是系列的一部分。据有关文献表明，国外水泥助磨剂专利绝大部分为液体产品。因为液体产品使用方便，仅仅需要增加一个储料罐和一个液体计量泵，就可以顺利加入，不需要复杂笨重的设备。这之中，美国的水泥助磨剂专利最多，约有十余个，其中涉及到高分子合成技术，国外水泥助磨剂产品，各厂家大部分也就几个型号，技术相对成熟，配方也基本固定，不需要像混凝土外加剂那样为了适应水泥和季节的变化需要经常的变动配方，配方主要是胺类，多元醇类，醋酸盐等单一或复合品。由于这些产品掺量少，液体计量添加方便，提高磨剂粉磨效率10%～20%，节省单位时间电耗，提高水泥粉体的流动性，有利于散装运输和贮存，故在国外水泥厂使用很普遍。这些公司由于其产品国际化，所以也都符合美国ASTM C456标准。

近10年来，随着国外水泥助磨剂产品的进入，业内人士对水泥助磨剂产品认识的不断提高，国内水泥企业使用水泥助磨剂的前景不断看好。可以预见，随着大部分立窑水泥的逐步退出，水泥企业的逐步大型化和集团化，水泥助磨剂的使用率将很快达到一个较高的层次。我们预计，到2012年，我国大中型水泥企业使用水泥助磨剂的比率将达到90%左右。以年产10亿吨水泥计，掺量可按0.3kg/t计算，每年市场需求可达30万吨，产值达40亿元。

由于助磨剂市场前景广阔，一时间全国各地兴起很多助磨剂企业，但目前我国大多数水泥助磨剂企业都是采用购买化工原料复配的生产工艺，进入这一产业的门槛较低，绝大多数水泥助磨剂企业没有研发能力，生产工艺落后，管理不规范。随着市场的逐步成熟，企业利润空间将被压缩，市场竞争越来越靠过硬的产品质量和性价比，越来越靠产品的科技的进步和产品的售前（设计），售中（调试），售后（维护）服务。

由于我国的国情，目前水泥助磨剂产品有粉剂和液体两种形态，液体掺量为0.02%～0.15%，粉体掺量为0.2%～0.5%，南方企业使用液体产品较多，北方部分企业使用粉体产品。然而，我国水泥助磨剂的粉体及液体产品中绝大部分含有大量氯离子及碱离子做为早强剂，而这两种物质对水泥的危害如下：

1、氯离子对水泥性能的影响

水泥在没有C l-或C l-含量极低的情况下,由于水泥混凝土碱性很强，p H 值较高,保护着钢筋表面钝化膜使锈蚀难以深入。氯离子在钢筋混凝土中的有害作用在于它能够破坏钢筋钝化膜，加速锈蚀反应。当钢筋表面存在C l-、O2和H2O 的情况下，在钢筋的不同部位会发生如下电化学反应:F e +2C l-→F e C l2+2e-→F e2++2Cl-+2e-；O2+2H2O+4e-→4(O H )-。进入水中的F e2+与O H-作用生成F e (O H )2,在一定的H2O 和O2条件下,可进一步生成F e (O H )3产生膨胀,破坏混凝土。

20世纪50年代,我国北方及国外某些国家(尤其是前苏联),为使冬季施工方便,曾普遍使用氯化钙等氯盐作混凝土早强(或防冻)剂,致使大量建筑因钢筋严重锈蚀而过早破坏,付出了昂贵的代价。现在国内外钢筋混凝土工程施工原则上已不用氯盐早强(或防冻)剂；即使掺用氯盐,我国规定一般钢筋混凝土工程中氯盐掺量不得大于水泥重量的1%(港工钢筋混凝土中不得大于水泥重量的0.1%)，并需对钢筋作防锈处理，将混凝土振捣密实。

此外，C a C l2用量较大时，还会降低混凝土抗化学侵蚀性和耐磨性及28天抗折强度。如在生料中加入的氯化物，虽然可促进熟料煅烧，起到矿化剂的作用，对提高立窑产量有利，但有相当部分的氯离子会残留于熟料和水泥中,也会加速钢筋锈蚀。因此，无论是水泥生料中，还是水泥中加入氯化物都应持谨慎态度,不宜掺加。

2、碱对水泥性能的影响

碱溶解速度快，能增加水泥混凝土液相的碱度，可加速水泥水化速度及激发水泥中混合材的活性，通常被用作水泥的早强剂，以提高水泥的早期强度。碱作为水泥早强剂对水泥的增强效果往往随外加剂的种类及掺量，外加剂中各激发组分的配比，混合材种类及掺量，熟料(或水泥)成分及性能，使用温度等因素的不同而不同。

但大多数外加剂对水泥早期(1天、3天、7天)强度的促进作用比对后期(28天)强度的促进效果好，有的还对28天强度没有促进作用甚至降低28天强度；有时会使水泥发生快凝、结块及需水量增加；还容易发生碱骨料反应，产生局部膨胀，引起构筑物开裂变形，甚至崩溃。在水泥储存中，碱易生成钾石膏（K2SO4·C a S O4·H2O ），使水泥库结块和造成水泥快凝。碱还能使混凝土表面起霜（白斑）。因此，在水泥生产中，碱虽然可提高水泥的早期强度，增加混合材的掺量，但还是不宜使用含碱的早强剂。

我国已经成为世界水泥助磨剂产品应用的主要市场，新型水泥助磨剂产品研发的技术力量亟待加强，研发高效、成本低廉、性能稳定的助磨剂，特别是不含氯、碱离子助磨剂的研究对我国水泥助磨剂产业的可持续发展及水泥工业的节能减排都将具有重要意义。

有鉴于此，本发明人结合从事水泥添加剂领域工作多年的经验，对上述技术领域的缺陷进行长期研究，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的是提供一种配料简单、成本低廉、加工便利的高效水泥液体助磨剂，既能降低能耗和成本，又能提高单位时间内的水泥产量和水泥质量，同时解决传统水泥助磨剂中含有大量氯、碱离子对水泥所带来来的危害。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种高效水泥液体助磨剂，包括以下组分：二乙醇单异丙醇胺，含量为20~25%；丙三醇，含量为8~10%；糖蜜，含量为18~20%；其余为水，以上百分量均以重量计。

进一步，所述二乙醇单异丙醇胺含量为 22%，丙三醇含量为9 %，糖蜜含量为 20%，其余为水，以上百分量均以重量计。

进一步，所述二乙醇单异丙醇胺含量为 20%，丙三醇含量为10 %，糖蜜含量为 18%，其余为水，以上百分量均以重量计。

进一步，所述二乙醇单异丙醇胺含量为 24%，丙三醇含量为8 %，糖蜜含量为 19%，其余为水，以上百分量均以重量计。

本发明的水泥助磨剂通过将各组分在常温、常压下，通过充分搅拌制得。

采用本技术方案，本发明取得以下有益技术效果：

第一，本发明的水泥助磨剂，配料简单，成本低廉，加工方便；第二，本发明的水泥助磨剂，既能降低水泥生产的能耗和成本，又能提高单位时间内的水泥产量和水泥质量，在水泥粉磨时加入到水泥磨中，可提高台水泥磨台时15%以上，生产出来的水泥3天强度增加3MPa以上，28天强度增加4MPa以上；第三，本发明的水泥助磨剂中不含任何氯、碱离子，在助磨增强的同时能解决传统水泥助磨剂中含有大量氯、碱离子对水泥所带来的危害。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明的高效水泥液体助磨剂进行详细说明。

实施例1

将22%（重量百分量，下同）二乙醇单异丙醇胺，9%丙三醇，20%糖蜜，其余为水，用作溶剂，在搅拌罐中搅拌24小时充分搅匀，制成掺量为1‰的SJSQ10-A型助磨剂。

下面是SJSQ10-A型助磨剂在浙江上峰水泥集团有限公司的试验情况。

粉磨工艺为辊压机+分级打散机＋高细高产开路磨（Φ3m×11m），助磨剂用计量泵滴加在磨头的控制皮带秤的物料上，试验水泥品种为P . O 42.5R。

表一：入磨物料的筛余情况

0.9mm筛余(%)	0.2mm筛余(%)	80um筛余(%)	45um筛余(%)	比表面积(m2/kg)
					7．3	26	49	63	108

表二：水泥的物料配比情况

水泥品种	熟料	混合材	氟石膏
				P . O 42.5 R	85％	12．5％	2．5％

表三：助磨剂物理性能对比试验情况

实施例2

将20%（重量）二乙醇单异丙醇胺，10%丙三醇，18%糖蜜，其余为水，用作溶剂，在搅拌罐中搅拌24小时充分搅匀，制成掺量为1‰的SJSQ10-B型助磨剂。

下面是SJSQ10-B型助磨剂在绍兴会稽山建材有限公司的试验情况。

粉磨工艺为辊压机+分级打散机＋高细高产开路磨（Φ3.2m×13m），助磨剂用计量泵滴加在库底配料控制皮带秤的物料上，试验水泥品种为P .C 32.5R。

表四：水泥的物料配比情况

水泥品种	熟料	混合材	脱硫石膏
				P . C 32.5 R	55％	39％	6％

表五：助磨剂物理性能对比试验情况

实施例3

将24%（重量）二乙醇单异丙醇胺，8%丙三醇，19%糖蜜，其余为水，用作溶剂，在搅拌罐中搅拌24小时充分搅匀，制成掺量为1‰的SJSQ10-C型助磨剂。

下面是SJSQ10-C型助磨剂在浙江上峰建材有限公司的试验情况。

粉磨工艺为闭路磨（Φ4.2m×12.5m），助磨剂用计量泵滴加在库底配料控制皮带秤的物料上，试验水泥品种为P .O 42.5R。

表六：水泥的物料配比情况

水泥品种	熟料	混合材	脱硫石膏
				P . O 42.5 R	80％	16．5％	3．5％

表七：助磨剂物理性能对比试验情况

上述三个实例，充分证明了本发明的水泥助磨剂，配料简单，成本低廉，加工方便。另外本发明的水泥助磨剂，既能降低水泥生产的能耗和成本，又能提高单位时间内的水泥产量和水泥质量，可提高台水泥磨台时15%以上，生产出来的水泥3天强度增加3MPa以上，28天强度增加4MPa以上。同时本发明中不含任何氯、碱离子，有效避免了氯、碱离子对水泥所带来了所有危害。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本案技术方案的限制，凡依本案的技术方案关键所做的等同变化，均落入本案的保护范围。

Claims

1.一种高效水泥液体助磨剂，其特征在于：包括以下组分：二乙醇单异丙醇胺，含量为20~25%；丙三醇，含量为8~10%；糖蜜，含量为18~20%；其余为水，以上百分量均以重量计。

2.如权利要求1所述的一种高效水泥液体助磨剂，其特征在于：所述二乙醇单异丙醇胺含量为 22%，丙三醇含量为9 %，糖蜜含量为 20%，其余为水，以上百分量均以重量计。

3.如权利要求1所述的一种高效水泥液体助磨剂，其特征在于：所述二乙醇单异丙醇胺含量为 20%，丙三醇含量为10 %，糖蜜含量为 18%，其余为水，以上百分量均以重量计。

4.如权利要求1所述的一种高效水泥液体助磨剂，其特征在于：所述二乙醇单异丙醇胺含量为 24%，丙三醇含量为8 %，糖蜜含量为 19%，其余为水，以上百分量均以重量计。