CN102976650A - 一种用于缓凝水泥的缓凝助磨剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于缓凝水泥的缓凝助磨剂及其制备方法，本发明提供的缓凝助磨剂包括以下组分：20wt％~30wt%的木质素磺酸盐；5wt%~8wt%的氧化剂；5wt%~15wt%的接枝改性剂；0.1wt%~0.3wt%的引发剂；6wt%~10wt%的胺化改性剂；6wt%~9wt%的甲醛；4wt%~8wt%的极性化合物；余量为水。本发明采用接枝改性剂对木质素磺酸盐进行接枝改性，引入如羧基、羟基、磺酸基等大量具有缓凝增强效果的官能团；而且胺化改性剂在木质素磺酸盐中引入了胺基，从而提高了木质素磺酸盐的表面活性，提高了得到助磨剂的缓凝效果。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种用于缓凝水泥的缓凝助磨剂及其制备方法。
背景技术
随着高等级公路交通现代化建设的快速发展，水泥混凝土路面已经放到了道路建设的重要位置，路基缓凝水泥用于公路路基，用来稳定砂砾、碎石，水泥含量一般为5%，不宜超过混合料总量的6%。由于道路施工拌料、铺平、压实等时间较长，必须在水泥凝结时间到来之前完成，用户根据现场施工状况要求，水泥凝结时间需要延长，一般情况下根据施工要求水泥初凝时间应大于3.5h，终凝时间不小于6h。
然而，因为缓凝水泥自身的特性及其在生产组织过程中的诸多不便，水泥厂一般不愿直接生产该品种水泥，而是通过以下两种途径来获得：一是在粉磨水泥时掺入少量缓凝材料，达到延缓水泥凝结时间的目的．但所掺之缓凝剂应对混凝土施工的工作性能及其耐久性、安全性无不良影响，现有技术中已公开了三乙醇胺、蔗糖、过磷酸钙，三聚磷酸钠、葡萄糖酸钠、柠檬酸等作为缓凝剂使用；二是在粉磨水泥时，使用经过预处理的磷石膏代替或部分代替二水石膏作为调凝剂，并复掺部分混合材（如石灰石、粉煤灰等），以达到延缓水泥凝结时间的目的。
但是随着高速公路的快速发展，因其施工的特殊性，不仅仅是对其凝结时间有要求，对水泥的强度等性能也提出了具体的要求：一方面要求初凝、终凝时间较长；另一方面要求使用大型回转窑厂生产的水泥，水泥的3d和28d富余抗压强度必须稳定在4.0MPa~7.0MPa之间。采用上述两种方式得到的缓凝水泥并不能在保证缓凝时间的同时提高水泥的强度等性能，无法满足现代高速公路发展的需要，不利于其应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于缓凝水泥的缓凝助磨剂及其制备方法，本发明提供的缓凝助磨剂能够延缓了水泥的凝结时间，且改善水泥的物理性能，利于其在高等级公路等建设中的应用。
本发明提供了一种用于缓凝水泥的缓凝助磨剂，包括以下组分：
20wt%~30wt%的木质素磺酸盐；
3wt%~10wt%的氧化剂；
5wt%~15wt%的接枝改性剂；
0.1wt%~0.5wt%的引发剂；
4wt%~12wt%的胺化改性剂；
3wt%~12wt%的甲醛；
2wt%~10wt%的极性化合物；
余量为水。
优选的，所述接枝改性剂为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、丙烯醇、丙烯酰胺和甲基丙烯磺酸钠的一种或者多种。
优选的，所述木质素磺酸盐为木质素磺酸钠或木质素磺酸钙。
优选的，所述氧化剂为过氧化氢、高锰酸钾和硝酸中的一种或者多种。
优选的，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的一种或者多种。
优选的，所述胺化改性剂为二甲胺、乙二胺和三乙撑四胺的一种或者多种。
优选的，所述极性化合物为丙三醇、柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、二乙二醇和水杨酸的一种或者多种。
本发明提供了一种用于缓凝水泥的缓凝助磨剂的制备方法，包括以下步骤：
a）将所述木质素磺酸盐与氧化剂混合，进行氧化反应；
b）将所述步骤a）得到的氧化反应液与接枝改性剂和引发剂混合，进行接枝反应；
c）在碱性条件下，将所述步骤b）得到的接枝反应液与甲醛、胺化改性剂和极性化合物反应，得到缓凝助磨剂。
优选的，所述步骤a）中氧化反应的温度为80℃~100℃；
所述氧化反应的时间为1h~3h。
优选的，所述步骤c）为：
c1）将所述步骤b）得到的接枝反应液与碱性物质混合，向其中加入甲醛和胺化改性剂，反应后得到混合溶液；
c2）向所述步骤c1）得到的混合溶液中加入极性化合物，反应后得到缓凝助磨剂；
所述步骤c1）中的反应温度为85℃~100℃，反应时间为2h~5h；
所述步骤c2）中的反应温度为85℃~100℃，反应时间为1h~3h。
本发明提供了一种用于缓凝水泥的缓凝助磨剂及其制备方法，本发明提供的缓凝助磨剂包括以下组分：20wt%~30wt%的木质素磺酸盐；3wt%~10wt%的氧化剂；5wt%~15wt%的接枝改性剂；0.1wt%~0.5wt%的引发剂；4wt%~12wt%的胺化改性剂；3wt%~12wt%的甲醛；2wt%~10wt%的极性化合物；余量为水。在本发明提供的助磨剂中，采用接枝改性剂对木质素磺酸盐进行接枝改性，引入如羧基、羟基、磺酸基等大量具有缓凝增强效果的官能团；而且胺化改性剂在木质素磺酸盐中引入了胺基，也能够改善其助磨效果，从而提高了木质素磺酸盐的表面活性，提高了得到助磨剂的缓凝效果，使水泥的凝结时间延长，利于其在高等级公路等建设中的应用，且得到的水泥具有较高的物理性能，能够提高高等级公路的质量，利于其应用。实验结果表明，本发明提供的缓凝助磨剂，能够延缓水泥凝结时间3h~5h，水泥3天抗压强度增加了2MPa~4MPa，28天抗压强度增加了4MPa~7MPa，提高了水泥的性能，而且能有效减水熟料的使用量，多掺工业废渣。
具体实施方式
本发明提供了一种用于缓凝水泥的缓凝助磨剂，包括以下组分：
20wt%~30wt%的木质素磺酸盐；
3wt%~10wt%的氧化剂；
5wt%~15wt%的接枝改性剂；
0.1wt%~0.5wt%的引发剂；
4wt%~12wt%的胺化改性剂；
3wt%~12wt%的甲醛；
2wt%~10wt%的极性化合物；
余量为水。
本发明提供的缓凝助磨剂采用接枝改性剂对木质素磺酸盐进行接枝改性，引入如羧基、羟基、磺酸基等大量具有缓凝增强效果的官能团；而且胺化改性剂在木质素磺酸盐中引入了胺基，也能够改善其助磨效果，从而提高了木质素磺酸盐的表面活性，提高了得到助磨剂的缓凝效果，将其用于缓凝水泥中，延长了水泥的凝结时间，且提高了水泥的物理性能，利于其在高等级公路等建设中的应用。
本发明提供的缓凝助磨剂包括20wt%~30wt%的木质素磺酸盐，优选为23wt%~28wt%。木质素磺酸盐为阴离子表面活性剂，具有良好的分散性、耐热稳定性和高温分散性，助磨效果良好，在本申请中，木质素磺酸盐能够降低磨粉的表面能，克服磨粉间的吸引力，减小粉碎阻力，阻止糊球糊磨，提高磨粉的流动性，为水泥带来较好的助磨效果，提高粉磨效率，降低能耗，减缓了水泥的凝结，有利于得到的缓凝助磨剂在缓凝水泥中的应用。本发明对所述木质素磺酸盐的来源没有限制，如可以采用市售商品，在本发明中，所述木质素磺酸盐优选为木质素磺酸钠或木质素磺酸钙。在现有技术中，木质素磺酸盐主要由造纸废液制备而成，本发明将其用来制备缓凝助磨剂，给造纸废液的处理和利用提供了新的途径，具有较大的经济和环保价值，而且，木质素磺酸盐的原料来源广泛，价格低廉，降低了生产成本。
本发明提供的缓凝助磨剂包括3wt%~10wt%的氧化剂，优选为5wt%~8wt%。在本发明提供的缓凝助磨剂中，接枝改性剂和胺化改性剂对木质素磺酸盐进行改性，加入氧化剂后提高了木质素磺酸盐的反应活性。本发明对所述氧化剂的种类没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的氧化剂即可。在本发明中，所述氧化剂优选为过氧化氢、过氧乙酸、高锰酸钾、过硫酸铵、次氯酸钠和硝酸中的一种或多种，更优选为过氧化氢、高锰酸钾和硝酸中的一种或多种；
本发明提供的缓凝助磨剂包括5wt%~15wt%的接枝改性剂，优选为8wt%~12wt%。本发明采用接枝改性剂对木质素磺酸盐进行改性，在木质素磺酸盐的结构中引入羧基、羟基、磺酸基等官能团，提高了木质素磺酸盐的表面活性，从而提高了木质素磺酸盐的缓凝助磨效果。在本发明中，所述接枝改性剂优选为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、丙烯醇、丙烯酰胺、丙烯磺酸钠和甲基丙烯磺酸钠的一种或者多种，更优选为丙烯酸、丙烯醇、丙烯酰胺、丙烯磺酸钠和甲基丙烯磺酸钠中的一种或多种；
本发明提供的缓凝助磨剂包括0.1wt%~0.5wt%的引发剂，优选为0.1wt%~0.3wt%。在本发明中，所述引发剂引发接枝改性剂与木质素磺酸盐的反应，在木质素磺酸盐的结构中引入羟基、羧基、磺酸基等基团，提高木质素磺酸盐的表面活性，从而提高其缓凝助磨效果。本发明对所述引发剂的种类没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的引发剂即可，在本发明中，所述引发剂优选为过硫酸盐，更优选为过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的一种或多种；
本发明提供的缓凝助磨剂包括4wt%~12wt%的胺化改性剂，更优选为6wt%~10wt%。所述胺化改性剂与木质素磺酸盐进行反应，在木质素磺酸盐额结构中引入胺基，进一步提高木质素磺酸盐的助磨效果。在本发明，所述胺化改性剂优选为二甲胺、乙二胺和三乙撑四胺的一种或多种，更优选为二甲胺、乙二胺或三乙撑四胺；
本发明提供的缓凝助磨剂包括3wt%~12wt%的甲醛，优选为6wt%~9wt%。在本发明中，所述甲醛为反应缩合剂，使得到的改性木质素磺酸盐的表面活性更高，进一步提高了本发明提供的缓凝助磨剂的助磨效果；
本发明提供的缓凝助磨剂包括2wt%~10wt%的极性化合物，更优选为4wt%~8wt%。在本发明中，极性化合物作为复配组分，能够进一步提高得到的缓凝助磨剂的性能。在本发明中，所述极性化合物优选为多元醇类化合物、柠檬酸钠、葡萄糖酸钠和水杨酸的一种或多种，更优选为丙三醇、柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、二乙二醇和水杨酸的一种或多种。
本发明提供的缓凝助磨剂除了上述技术方案所述的组分外，余量为水。本发明对所述水没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的水即可。
在本发明提供的缓凝助磨剂中，采用接枝改性剂对木质素磺酸盐进行接枝改性，引入如羧基、羟基、磺酸基等大量具有缓凝增强效果的官能团；而且胺化改性剂在木质素磺酸盐中引入了胺基，从而提高了木质素磺酸盐的表面活性，提高了得到助磨剂的缓凝效果，将其用于缓凝水泥中时，延缓了水泥的凝结时间，有利于其在高等级公路等的建设中的应用；而且，本发明的提供的缓凝助磨剂能够提高水泥的物理性能，利于其应用。
本发明提供一种上述技术方案所述缓凝助磨剂的制备方法，包括以下步骤：
a）将所述木质素磺酸盐与氧化剂混合，进行氧化反应；
b）将所述步骤a）得到的氧化反应液与接枝改性剂和引发剂混合，进行接枝反应；
c）在碱性条件下，将所述步骤b）得到的接枝反应液与甲醛、胺化改性剂和极性化合物反应，得到缓凝助磨剂。
本发明首先将木质素磺酸盐与氧化剂混合，进行氧化反应，得到氧化反应液。本发明优选先提供木质素磺酸盐的悬浮液，然后向其中加入氧化剂进行氧化反应。本发明对所述木质素磺酸盐悬浮液的制备方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的配制悬浮液的技术方案即可。本发明优选将木质素磺酸盐与水混合后，采用超声处理，得到木质素磺酸盐悬浮液。所述木质素磺酸盐悬浮液的质量百分浓度优选为40%~60%，更优选为45%~55%；本发明对所述超声的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的超声的技术方案即可，在本发明中，所述超声的时间优选为0.5h~1.5h；
得到木质素磺酸盐悬浮液后，本发明向其中加入氧化剂，进行氧化反应，提高了木质素磺酸盐的反应活性。本发明优选向所述木质素磺酸盐悬浮液中加入氧化剂后，将得到的混合溶液加热到80℃~100℃进行氧化反应，更优选为85℃~95℃；所述氧化反应的时间优选为1h~3h，更优选为1.5h~2.5h。
本发明完成上述氧化反应后，本发明将得到的氧化反应液与接枝改性剂和引发剂混合，进行接枝反应，在木质素磺酸盐的结构中引入了羟基、羧基或磺酸基，提高了木质素磺酸盐的表面活性，从而延长了缓凝水泥的凝结时间，而且还提高了其助磨效果，从而提高了得到的缓凝水泥的机械强度。本发明优选先分别配制接枝改性剂溶液和引发剂溶液，然后将接枝改性剂溶液和引发剂溶液滴加如上述技术方案得到的氧化反应液中，所述接枝改性剂优选在1h~3h内滴加完毕，所述引发剂溶液优选在3h~5h内滴加完毕，然后将得到的混合溶液在80℃~100℃下进行接枝反应，更优选为85℃~95℃；所述接枝反应的时间优选为1h~3h，更优选为1.5h~2.5h；本发明对所述接枝改性剂溶液和引发剂溶液的配制方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的溶液的配制技术方案即可。
完成上述接枝反应后，本发明在碱性条件下，将得到的接枝反应液与甲醛、胺化改性剂和极性化合物反应，得到用于缓凝水泥的缓凝助磨剂。本发明优选先向上述技术方案得到的接枝反应液与碱性物质混合，将所述接枝反应液调成碱性，然后向其中加入甲醛和胺化改性剂，反应后得到混合溶液；向所述混合溶液中加入极性化合物，反应后得到缓凝助磨剂；
本发明为了使得到的缓凝助磨剂具有更好的缓凝效果，优选先向所述接枝反应液中加入碱性化合物，将所述接枝反应液的pH值调至9~11，然后再向其中加入甲醛和胺化改性剂，反应后得到混合溶液。本发明对所述碱性物质没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的碱性物质即可。在本发明中，所述碱性物质优选为碱性化合物，更优选为氢氧化物，最优选为氢氧化钠或氢氧化钾，本发明可以采用碱性物质，也可以采用碱性物质的溶液，所述碱性物质溶液的质量分数优选为20%~50%，更优选为25%~40%；所述接枝反应液与甲醛和胺化改性剂反应的温度优选为85℃~100℃，更优选为90℃~95℃；反应的时间优选为2h~5h，更优选为3h~4h；
完成接枝反应液与甲醛和胺化改性剂的反应后，本发明将得到的混合溶液与极性化合物反应，得到缓凝助磨剂。本发明优选向所述混合溶液中加入极性化合物，进行反应后，得到缓凝助磨剂。在本发明中，所述反应的温度优选为85℃~100℃，更优选为95℃~95℃；所述反应的时间优选为1h~3h，更优选为1.5h~2.5h。
本发明得到缓凝助磨剂后，为了测试其性能，本发明将得到的缓凝助磨剂在Ф500mm×500m m标准试验小磨中进行试验，具体过程如下：
按照以下质量分数配制物料：46wt%的熟料；4.0wt%的石膏和50wt%的矿渣；然后向其中加入物料质量分数为0.1wt%的缓凝助磨剂；进行粉磨后得到水泥，依据GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》测试水泥胶砂强度；采用DBT-127型勃氏透气比表面积仪检测得到的缓凝助磨剂的勃氏比表面积；依据GB 1346-2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》检测水泥的标准稠度用水量、凝结时间，结果表明，本发明提供的缓凝助磨剂，能够延缓水泥凝结时间3h~5h，水泥3天抗压强度增加了2MPa~4MPa，28天抗压强度增加了4MPa~7MPa，提高了水泥的性能，而且能有效减水熟料的使用量，多掺工业废渣。
本发明提供了一种用于缓凝水泥的缓凝助磨剂，包括以下组分：20wt%~30wt%的木质素磺酸盐；3wt%~10wt%的氧化剂；5wt%~15wt%的接枝改性剂；0.1wt%~0.5wt%的引发剂；4wt%~12wt%的胺化改性剂；3wt%~12wt%的甲醛；2wt%~10wt%的极性化合物；余量为水。在本发明提供的助磨剂中，采用接枝改性剂对木质素磺酸盐进行接枝改性，引入如羧基、羟基、磺酸基等大量具有缓凝增强效果的官能团；而且胺化改性剂在木质素磺酸盐中引入了胺基，从而提高了木质素磺酸盐的表面活性，提高了得到助磨剂的缓凝效果，将其用于缓凝水泥中时，能够延长水泥的凝结时间，从而有利于其在高等级公路等建设中的应用。而且，本发明提供的缓凝助磨剂能够在延缓水泥凝结时间的同时有效地改善水泥的物理性能，在保持原来水泥强度不变的情况下，能够减少水泥熟料的用量，多掺混合材。实验结果表明，本发明提供的缓凝助磨剂，能够延缓水泥凝结时间3h~5h，水泥3天抗压强度增加了2MPa~4MPa，28天抗压强度增加了4MPa~7MPa，提高了水泥的性能，而且能有效减水熟料的使用量，多掺工业废渣。
另外，本发明提供的缓凝助磨剂添加方便，易于操作，给缓凝水泥的生产带来了极大的方便；而且得到的缓凝助磨剂具有较高的水溶性、无异味、无毒，为绿色产品；采用的主要原料为木质素磺酸盐，成本低，价格便宜，其主要来源为造纸废液，为造纸废液的利用提供了一条新的途径，有利于环保。
而且本发明提供的缓凝助磨剂对于已使用了水泥助磨剂的企业来说，无需增加设别，只需更换助磨剂品种即可生产缓凝水泥。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的用于缓凝水泥的缓凝助磨剂及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将82g的木质素磺酸钙溶于80g水中，并不断搅拌，待完全溶解后，放入超声仪器中用超声波进行处理1h，得到木质素磺酸钙溶液；
将所述木质素磺酸钙溶液加热到85℃，然后向其中加入18g高锰酸钾和6g浓硝酸反应2h，得到反应溶液；
再将12g丙烯磺酸钠、14g丙酰胺、10g丙烯酸和60g水配制得到接枝改性剂溶液（简称A溶液），将0.7g的过硫酸钠和20g的水配成引发剂溶液（简称B）溶液；
将上述反应溶液升温到95℃，向其中滴加A溶液和B溶液，A溶液在3h内滴完，B溶液在4h内滴加完成，然后将得到的混合溶液保温1h；
用质量分数为30%的氢氧化钠溶液将混合溶液的pH值调至9左右，向其中加入34g三乙撑四胺和37g甲醛，并在95℃下回流反应2h，其后再向其中加入20g葡萄糖酸钠和12g丙三醇并保温1h，即得到缓凝助磨剂。
本发明将得到的缓凝助磨剂在Ф500mm×500mm标准试验小磨中进行试验，具体过程如下：
按照以下物料配比混合：质量分数为46%的熟料、质量分数为4.0%的石膏、质量分数50%的矿渣，向得到的混合物中加入质量分数为混合物总质量0.1%的本实施例得到的缓凝助磨剂，混合粉磨后得到处理后的水泥。依据GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》测试水泥胶砂强度；采用DBT-127型勃氏透气比表面积仪检测得到的缓凝助磨剂的勃氏比表面积；依据GB 1346-2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》检测水泥的标准稠度用水量、凝结时间，结果如表1所示，表1为本发明实施例和比较例得到的小磨实验结果。
实施例2
将90g的木质素磺酸钙溶于80g水中，并不断搅拌，待完全溶解后，放入超声仪器中用超声波进行处理1h，得到木质素磺酸钙溶液；
将所述木质素磺酸钙溶液加热到80℃，然后向其中加入28g双氧水反应2h，得到反应溶液；
再将20g马来酸酐，18g甲基丙烯磺酸钠，6g丙烯酸和64g水配成一定的接枝改性剂溶液（简称A溶液），将0.8g的过硫酸铵和20g的水配成引发剂溶液（简称B）溶液；
将上述反应溶液升温到95℃，向其中滴加A溶液和B溶液，A溶液在2h内滴完，B溶液在3h内滴加完成，然后将得到的混合溶液保温1h；
用质量分数为30%的氢氧化钠溶液将所述混合溶液的pH值调至9左右，向其中加入29g乙二胺和32g甲醛并在95℃下回流反应2h，其后再向其中加入18g柠檬酸钠和10g水杨酸并保温1h，即得到缓凝助磨剂。
本发明将得到的缓凝助磨剂在Ф500mm×500mm标准试验小磨中进行试验，具体过程如下：
按照以下物料配比混合：质量分数为46%的熟料、质量分数为4.0%的石膏、质量分数50%的矿渣，向得到的混合物中加入质量分数为混合物总质量0.1%的本实施例得到的缓凝助磨剂，混合粉磨后得到处理后的水泥。依据GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》测试水泥胶砂强度；采用DBT-127型勃氏透气比表面积仪检测得到的缓凝助磨剂的勃氏比表面积；依据GB 1346-2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》检测水泥的标准稠度用水量、凝结时间，结果如表1所示，表1为本发明实施例和比较例得到的小磨实验结果。
实施例3
将77g的木质素磺酸钙溶于80g水中，并不断搅拌，待完全溶解后，放入超声仪器中用超声波进行处理1h，得到木质素磺酸钙溶液；
将所述木质素磺酸钙溶液加热到80℃，然后向其中加入20g质量分数为30%的双氧水反应2h，得到反应溶液；
再将21g甲基丙烯磺酸钠，15g丙烯醇，15g丙烯酰胺和64g水配成一定的接枝改性剂溶液（简称A溶液），将1.0g的过硫酸铵和20g的水配成引发剂溶液（简称B）溶液；
用质量分数为30%的氢氧化钠溶液将所述反应溶液的pH值调至9左右，将其升温到95℃，向其中滴加A溶液和B溶液，A溶液在2h内滴完，B溶液在3h内滴加完成，然后将得到的混合溶液保温1h；
保温完成后，再向混合溶液中加入31g二甲胺和37g甲醛并在95℃下回流反应2h，其后再向其中加入8g丙三醇、7g二乙二醇和17g水杨酸并保温1h，即得到缓凝助磨剂。
本发明将得到的缓凝助磨剂在Ф500mm×500mm标准试验小磨中进行试验，具体过程如下：
按照以下物料配比混合：质量分数为46%的熟料、质量分数为4.0%的石膏、质量分数50%的矿渣，向得到的混合物中加入质量分数为混合物总质量0.1%的本实施例得到的缓凝助磨剂，混合粉磨后得到处理后的水泥。依据GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》测试水泥胶砂强度；采用DBT-127型勃氏透气比表面积仪检测得到的缓凝助磨剂的勃氏比表面积；依据GB 1346-2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》检测水泥的标准稠度用水量、凝结时间，结果如表1所示，表1为本发明实施例和比较例得到的小磨实验结果。
比较例1
将46wt%的熟料、4.0wt%的石膏和50wt%的矿渣混合粉磨后得到处理后的水泥。依据GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》测试水泥胶砂强度；采用DBT-127型勃氏透气比表面积仪检测得到的缓凝助磨剂的勃氏比表面积；依据GB 1346-2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》检测水泥的标准稠度用水量、凝结时间，结果如表1所示，表1为本发明实施例和比较例得到的小磨实验结果。
比较例2
将46wt％的熟料、4.0wt%的石膏和50wt%的矿渣混合，然后向其中加入混合物料总质量的0.1%的木质素磺酸钙，粉磨后得到处理后的水泥。依据GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》测试水泥胶砂强度；采用DBT-127型勃氏透气比表面积仪检测得到的缓凝助磨剂的勃氏比表面积；依据GB 1346-2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》检测水泥的标准稠度用水量、凝结时间，结果如表1所示，表1为本发明实施例和比较例得到的小磨实验结果。
表1本发明实施例和比较例得到的小磨实验结果
由表1可以看出，本发明提供的缓凝助磨剂能够增加水泥的比表面积，延缓水泥凝结时间3h~5h，水泥3天抗压强度增加了2MPa~4MPa，28天抗压强度增加了4MPa~7MPa。这说明，本发明提供的缓凝助磨剂能够延长水泥的凝结时间，将其用于缓凝水泥中时，有利于其在高等级公路等建设中的应用；而且，本发明提供的缓凝助磨剂在延缓水泥凝结时间的同时能够有效的改善水泥的物理性能，在保持原来水泥强度不变的情况下，可以减少水泥熟料用量，多掺混合材，利于其应用。
由以上实施例可知，本发明提供了一种用于缓凝水泥的缓凝助磨剂及其制备方法，本发明提供的缓凝助磨剂包括以下组分：20wt%~30wt%的木质素磺酸盐；3wt%~10wt%的氧化剂；5wt%~15wt%的接枝改性剂；0.1wt%~0.5wt%的引发剂；4wt%~12wt%的胺化改性剂；3wt%~12wt%的甲醛；2wt%~10wt%的极性化合物；余量为水。在本发明提供的助磨剂中，采用接枝改性剂对木质素磺酸盐进行接枝改性，引入如羧基、羟基、磺酸基等大量具有缓凝增强效果的官能团；而且胺化改性剂在木质素磺酸盐中引入了胺基，也能够改善其缓凝效果，从而提高了木质素磺酸盐的表面活性，提高了得到助磨剂的缓凝效果，延长了水泥的凝结时间，将其用于缓凝水泥中，有利于其在高等级公路等建设中的应用；而且，本发明提供的缓凝助磨剂在减缓水泥凝结的同时，还能够提高水泥的物理性能，利于其应用。实验结果表明，本发明提供的缓凝助磨剂，能够延缓水泥凝结时间3h~5h，水泥3天抗压强度增加了2MPa~4MPa，28天抗压强度增加了4MPa~7MPa，提高了水泥的性能，而且能有效减水熟料的使用量，多掺工业废渣。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于缓凝水泥的缓凝助磨剂，包括以下组分：
20wt%~30wt%的木质素磺酸盐；
3wt%~10wt%的氧化剂；
5wt%~15wt%的接枝改性剂；
0.1wt%~0.5wt%的引发剂；
4wt%~12wt%的胺化改性剂；
3wt%~12wt%的甲醛；
2wt%~10wt%的极性化合物；
余量为水。
2.根据权利要求1所述的缓凝助磨剂，其特征在于，所述接枝改性剂为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、丙烯醇、丙烯酰胺和甲基丙烯磺酸钠的一种或者多种。
3.根据权利要求1所述的缓凝助磨剂，其特征在于，所述木质素磺酸盐为木质素磺酸钠或木质素磺酸钙。
4.根据权利要求1所述的缓凝助磨剂，其特征在于，所述氧化剂为过氧化氢、高锰酸钾和硝酸中的一种或者多种。
5.根据权利要求1所述的缓凝助磨剂，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的一种或者多种。
6.根据权利要求1所述的缓凝助磨剂，其特征在于，所述胺化改性剂为二甲胺、乙二胺和三乙撑四胺的一种或者多种。
7.根据权利要求1所述的缓凝助磨剂，其特征在于，所述极性化合物为丙三醇、柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、二乙二醇和水杨酸的一种或者多种。
8.一种用于缓凝水泥的缓凝助磨剂的制备方法，包括以下步骤：
a）将所述木质素磺酸盐与氧化剂混合，进行氧化反应；
b）将所述步骤a）得到的氧化反应液与接枝改性剂和引发剂混合，进行接枝反应；
c）在碱性条件下，将所述步骤b）得到的接枝反应液与甲醛、胺化改性剂和极性化合物反应，得到缓凝助磨剂。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a）中氧化反应的温度为80℃~100℃；
所述氧化反应的时间为1h~3h。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤c）为：
c1）将所述步骤b）得到的接枝反应液与碱性物质混合，向其中加入甲醛和胺化改性剂，反应后得到混合溶液；
c2）向所述步骤c1）得到的混合溶液中加入极性化合物，反应后得到缓凝助磨剂；
所述步骤c1）中的反应温度为85℃~100℃，反应时间为2h~5h；
所述步骤c2）中的反应温度为85℃~100℃，反应时间为1h~3h。
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