CN103708755B - 一种水泥助磨剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水泥助磨剂及其制备方法和应用，属于水泥助磨剂生产领域。其由活化腐植酸粉、三乙醇胺、丙三醇、粉煤灰和硅灰组成，其重量份数比为：活化腐植酸粉为50～60、三乙醇胺15～20、丙三醇15～20、粉煤灰20～30、硅灰5～10；所述的活化腐植酸粉纯度为95％，三乙醇胺纯度为85％，丙三醇纯度为75％。本发明在于在传统三乙醇胺，丙三醇为助磨剂的基础上，加入活化腐植酸粉、粉煤灰和硅灰三种混合材，更大程度的利用了工业、农业废料，同时降低了水泥助磨剂的成本，却可以带来更好的助磨效果。

Description

一种水泥助磨剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于建筑材料领域，更具体的涉及一种水泥助磨剂及其制备方法和应用。

背景技术

我国现有助磨剂价格昂贵，质量不稳定，与发达国家有较大的差别，因而研制开发高效、廉价、质量稳定的水泥助磨剂已成为急需解决的问题。国内大多采用工业纯复合有机盐和无机盐为助磨剂的主要成分，成本较高，技术经济指标一般。采用经验方式确定配方，配合的原理研究较少，因此所取得的产品一般适应面较窄。特别是对于工业农业废料开发高效表面助磨剂研究较少，且未能将多种有效助磨成分配合在一起，从而发挥最佳粉磨效果。腐殖酸是自然界中广泛存在的大分子有机物质，广泛应用于农林牧、石油、化工、建材、医药卫生、环保等各个领域，横跨几十个行业。眼下提倡生态农业建设、无公害农业生产、绿色食品、无污染环保产品等，更使"腐植酸"备受推崇，事实证明，人类的生活和生存离不开腐植酸，它的确是一个发展中的有希望的朝阳产业，属于一个新型的特殊行业。

硅灰的平均粒径是水泥的百分之一，容量很小，单位质量的体积很大，又活性氧化硅含量很高，是目前已知掺和料中活性最高的掺合料。可以迅速的与水泥水化释放出的氢氧化钙反应生成水化硅酸钙，是目前配置高强与超高强高性能混凝土不可缺少的掺合料。

粉煤灰的主要来源是以煤粉为燃料的火电厂和城市集中供热锅炉，其中90%以上为湿排灰，活性较干灰低，且费水费电，污染环境，也不利于综合利用。为了更好地保护环境并有利于粉煤灰的综合利用，考虑到除尘和干灰输送技术的成熟，干灰收集已成为今后粉煤灰收集的发展趋势。

发明内容：

1、发明要解决的技术问题

我国传统水泥助磨剂价格昂贵，质量不稳定，与发达国家有较大的差别，同时传统水泥助磨剂由于活性材料的加入，由于其活性相对于水泥较低，大量掺入混合材对于水泥的早期强度降幅较大，而本发明，创新的加入了活性更大的硅灰，其对于水泥及混凝土的3d、28d的强度均有提高。

2、技术方案 

一种水泥助磨剂，由活化腐植酸粉、三乙醇胺、丙三醇、粉煤灰和硅灰组成，其重量份数比为：活化腐植酸粉为50～60、三乙醇胺15～20、丙三醇15～20、粉煤灰20～30、硅灰5～10； 上述水泥助磨剂其配制浓度为：活化腐植酸粉纯度为95％，三乙醇胺纯度为85％，丙三醇纯度75％。

所述的三乙醇胺和丙三醇重量份数比相同。

所述的硅灰为纯度95%以上的硅灰。所述的粉煤灰，其比表面积为380m²/kg以上。

一种水泥助磨剂制备方法，其步骤为：

（1）先将活化腐植酸粉破碎，然后应用氧化剂，采用氧化降解的方法把大分子的腐植酸转变成小分子的腐植酸以至黄腐酸，并增加活性官能团含量；

（2）用无机酸或碱处理，活化处理4小时，使腐植酸转化成游离腐植酸，进行初步脱水并烘干，同时将粉煤灰与硅灰烘干，烘干后并加入三乙醇胺和丙三醇混合搅拌后，将其与活化处理后的腐殖酸混合均匀，进行包装，检验。

上述水泥助磨剂腐殖酸氧化降解所用氧化剂为质量百分比为35%过氧化氢溶液。

上述水泥助磨剂用无机酸或碱处理（其使用溶液可以碱溶液或其他质量分数为1:1的无机酸进行浸泡），使几种金属元素紧密结合的腐植酸转化成游离腐植酸。所述的碱溶液为质量百分比90％的氢氧化钠溶液。

上述步骤2中进行活化处理后，初步脱水烘干应不少于8小时。上述步骤2中加入三乙醇胺及丙三醇的溶液，混合搅拌时间为6到8小时。

3、有益效果 

本发明主要是是利用其良好的分散性，提高了粉磨效率，水泥颗粒集中，3-32u m增多，使得28天的水化程度增加，从而增加了后期的强度，同时传统水泥助磨剂由于活性材料的加入，由于其活性相对于水泥较低，大量掺入混合材对于水泥的早期强度降幅较大，而本发明加入了活性更大的硅灰，其对于水泥及混凝土的3d、28d的强度均有提高。

具体实施方式

实施例1：

一种水泥助磨剂，由活化腐植酸粉、三乙醇胺、丙三醇、粉煤灰和硅灰组成，其重量份数比为：活化腐植酸粉为50、三乙醇胺20、丙三醇20、粉煤灰20、硅灰5；其配制浓度为：活化腐植酸粉纯度为95％，三乙醇胺为纯度85％，丙三醇纯度75%。所述的硅灰为纯度95%以上的硅灰。所述的粉煤灰，其比表面积为380m²/kg以上。纯度为质量百分比，纯度就是指混合物中某物质所占的比重。

先将活化腐植酸粉破碎，然后应用浓度为35%的过氧化氢溶液，采用氧化降解的方法把大分子的腐植酸转变成小分子的腐植酸以至黄腐酸，并增加活性官能团含量。2）用质量浓度为90％的氢氧化钠溶液进行浸泡，活化处理4小时，使腐植酸转化成游离腐植酸，进行初步 脱水并烘干8小时，同时将粉煤灰与硅灰烘干，烘干后并加入三乙醇胺和丙三醇混合搅拌后，将其与活化处理后的腐殖酸混合均匀，进行包装，检验。

采用钢球研磨设备将5kg硅酸盐水泥熟料中加入水泥质量0.5%的水泥助磨剂即25g，所述添加水泥助磨剂水泥熟料与不添加助磨剂的水泥熟料研磨30分钟。

对两种不同研磨方式的水泥进行细度，比表面积，初终凝时间，标准稠度用水量，水泥胶砂3d、28d强度作对比试验数据如下所示：

可见，本发明制备的水泥助磨剂效果显著。

实施例2

所述助磨剂粉磨与市场某种助磨剂的进行试验比较。

一种水泥助磨剂，由活化腐植酸粉、三乙醇胺、丙三醇、粉煤灰和硅灰组成，其重量份数比为：活化腐植酸粉为60、三乙醇胺15、丙三醇15、粉煤灰20、硅灰5；其配制浓度为：活化腐植酸粉为95％，三乙醇胺为85％，丙三醇75％。

其制备方法与实例1相同，不同在于初步脱水并烘干10小时；加入三乙醇胺及丙三醇，混合搅拌时间为8小时。

市场某产品和本发明助磨剂均添加0.5%于5kg普通硅酸盐水泥熟料中，且均研磨30分钟条件下对两种不同研磨方式的水泥进行细度、比表面积、初终凝时间、标准稠度用水量，水泥胶砂3d、28d强度作对比试验数据如下所示：

上述助磨剂与实例1相比，三乙醇胺和丙三醇减少，因为其比表面积略有降低，但是由 于粉煤灰和硅灰的加入，3天，28天强度仍得到了提高。

实施例3

一种水泥助磨剂，由活化腐植酸粉、三乙醇胺、丙三醇、粉煤灰和硅灰组成，其重量份数比为：活化腐植酸粉为55、三乙醇胺15、丙三醇20、粉煤灰30、硅灰7；其配制浓度为：活化腐植酸粉为95％，三乙醇胺为85％，丙三醇75％。

其制备方法与实例1相同，不同在于初步脱水并烘干9小时；加入三乙醇胺及丙三醇，混合搅拌时间为7小时。

市场某产品和本发明助磨剂均添加0.5%于5kg早强型硅酸盐水泥熟料中，且均研磨30分钟条件下对两种不同研磨方式的水泥进行细度、比表面积、初终凝时间、标准稠度用水量，水泥胶砂3d、28d强度作对比试验数据如下所示：

该实例由于粉煤灰的加入，水泥的需水量略有增大，但是应满足要求。

实施例4

一种水泥助磨剂，由活化腐植酸粉、三乙醇胺、丙三醇、粉煤灰和硅灰组成，其重量份数比为：活化腐植酸粉为55、三乙醇胺16、丙三醇16、粉煤灰25、硅灰10；其配制浓度为：活化腐植酸粉为95％，三乙醇胺为85％，丙三醇75％。

市场某产品和本发明助磨剂均添加0.5%于5kg水泥熟料中，且均研磨30分钟条件下对两种不同研磨方式的水泥进行细度、比表面积、初终凝时间、标准稠度用水量，水泥胶砂3d、28d强度作对比试验数据如下所示：

该助磨剂增加了硅灰用量，因此相比于其他几种水泥助磨剂，强度增大最明显。

Claims (8)

1.一种水泥助磨剂，由活化腐植酸粉、三乙醇胺、丙三醇、粉煤灰和硅灰组成，其重量份数比为：活化腐植酸粉为60、三乙醇胺15、丙三醇15、粉煤灰20、硅灰5；其配制浓度为：活化腐植酸粉为95％，三乙醇胺为85％，丙三醇75％。

2.根据权利要求1中所述的水泥助磨剂，其特征在于，所述的硅灰为纯度95%以上的硅灰。

3.根据权利要求1或2中所述的水泥助磨剂，其特征在于，所述的粉煤灰，其比表面积为380m²/kg以上。

4.一种制备如权利要求 1或2所述的水泥助磨剂的制备方法，其步骤为：

（1）先将活化腐植酸粉破碎，然后应用氧化剂，采用氧化降解的方法把大分子的腐植酸转变成小分子的腐植酸以至黄腐酸，并增加活性官能团含量；

（2）用无机酸或碱处理，活化处理4小时，使腐植酸转化成游离腐植酸，进行初步脱水并烘干；同时将粉煤灰与硅灰烘干，烘干后并加入三乙醇胺和丙三醇混合搅拌后，将其与活化处理后的腐殖酸混合均匀，进行包装，检验。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的氧化剂为质量百分比为35%过氧化氢溶液。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中的无机碱为质量百分比90％的氢氧化钠溶液。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中进行活化处理后，初步脱水并烘干应不少于8小时；加入三乙醇胺及丙三醇，混合搅拌时间为6到8小时。

8. 一种制备如权利要求 1或2所述的水泥助磨剂应用于硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或早强型硅酸盐水泥生产。