CN104003640B

CN104003640B - 一种矿物掺合料专用液体活化剂及其制备方法

Info

Publication number: CN104003640B
Application number: CN201410240103.5A
Authority: CN
Inventors: 张大同; 于吉涛; 彭立刚
Original assignee: Shandong Zhong Sen Science And Technology Co Ltd
Current assignee: Shandong Ecological Environment Research Institute Co.,Ltd.; SHANDONG ZHONGSEN TECHNOLOGY Co.,Ltd.
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2017-05-24
Anticipated expiration: 2034-05-30
Also published as: CN104003640A

Abstract

本发明涉及一种矿物掺合料专用液体活化剂及其制备方法，属于矿物掺合料生产技术领域。该种活化剂由三乙醇胺、三异丙醇胺、多元醇、醇、酸合成物、碱性盐、稳定剂、饮用水等中的若干组分进行合成及复配而成，所用组分因矿物掺合料生产企业工艺条件不同而有所变化。本发明的液体活化剂用于矿物掺合料生产，具有以下有益效果：(1)本发明的矿物掺合料专用液体活化剂掺量在0.04％的情况下，提高磨机台时产量8％以上；(2)本发明的矿物掺合料专用液体活化剂掺量在0.04％的情况下，同时保证矿物掺合料组份、磨机台时产量基本不变的情况下，可以提高矿物掺合料7天、28天活性6％以上，且优越石膏的激发效果。

Description

一种矿物掺合料专用液体活化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种矿物掺合料专用液体活化剂及其制备方法，属于矿物掺合料生产技术领域。

背景技术

矿物掺合料是为了改善混凝土性能，节约用水，调节混凝土强度等级，在混凝土拌合时掺入天然的或人工的能改善混凝土性能的粉状矿物质。矿物掺合料可分为活性矿物掺合料和非活性掺合料。活性矿物掺合料本身不硬化或者硬化速度很慢，但能与水泥水化生成氧化钙起反应，生成具有胶凝能力的水化产物，如粉煤灰，粒化高炉矿渣粉，沸石粉，硅灰等。活性矿物掺合料在掺有减水剂的情况下，能增加新拌混凝土的流动性、粘聚性、保水性、改善混凝土的可泵性。并能提高硬化混凝土的强度和耐久性。鉴于活性矿物掺合料在混凝土应用中具有如此优越的性能，目前活性矿物掺合料已成为混凝土搅拌站重要原材料之一。随着混凝土产业的不断加大以及国家对资源开发限制，致使天然活性矿物掺合料越来越紧缺，且价格越来越高，混凝土搅拌站从经济效益出发更多使用人工矿物掺合料，人工矿物掺合料通常是将一些工业废渣通过粉磨至一定细度而得，工业废渣大多为易磨性差的物质。人工矿物掺合料的活性除跟工业废渣自身的活性有关之外，更重要的是取决于粉磨细度，一般情况下细度越细活性越高，细度越细其粉磨过程中耗电量越高、成本也越高。为了得到活性较高、价格适中的矿物掺合料，目前大多厂家会在人工矿物掺合料生产过程中适当添加一定量的石膏作为激发剂，在保持一定细度的情况下达到活性要求。

石膏为粉状物质，在生产过程中优于本身添加量不大，需要单独增加计量设备增加资金投入，石膏作为激发剂只能提高矿物掺合料活性，不能增加粉磨效率降低电耗。如果能够在矿物掺合料粉磨过程中，掺入一种物质既能提高矿物掺合料活性又能提高粉磨效率降低电耗，将为人工矿物掺合料生产大幅度降低生产成本和节能减排奠定技术基础。本专利文件通过在矿物掺合料生产过程中加入既能够提高活性又能提高粉磨效率的矿物掺合料专用活化剂，来提高矿物掺合料本身活性降低粉磨电耗，以达到降低生产成本的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既能够提高活性又能提高粉磨效率的矿物掺合料专用液体活化剂及其制备方法，使用后大幅度提矿物掺合料7天、28天活性，又能提高矿物掺合料粉磨效率，从而降低生产成本。该种液体活化剂系胺、多元醇、碱性盐、稳定剂及醇、酸等进行合成及复配而成，所用组分因矿物掺合料企业工艺条件不同而有所变化。本发明产品掺量在0.04％的情况下，可以提高磨机台时产量8％以上；如果要求矿物掺合料组分和磨机台时产量基本不变，可以提高矿物掺合料7天、28天活性系数6％以上。

本发明的技术方案是：

一种矿物掺合料专用液体活化剂，其特征是：由以下重量份的原料制成：

三乙醇胺15～35、三异丙醇胺5～10、多元醇10～20、醇、酸合成物10～20、碱性盐5～10、稳定剂10～15、水25～50；

所述醇、酸合成物为二甘醇、丙三醇中的一种与乙酸或丙酸的合成反应产物。

优选的，所述二甘醇、丙三醇中的一种与乙酸或丙酸的重量比均为4：1。

优选的，所述多元醇为二甘醇、丙三醇及乙二醇的混合物。

优选的，所述碱性盐为钙盐或者钠盐。

优选的，所述稳定剂为丙三醇或者乙二醇。

本发明还提供了一种矿物掺合料专用液体活化剂的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

①根据上述重量份和重量配比称取原料；

②将步骤①中称取的二甘醇、丙三醇中的一种与乙酸或丙酸，在10分钟内加入反应釜内混合均匀，添加过程中是先加醇后加酸，同时开启搅拌装置，加入完毕后半小时内升温到60℃、加压到1MPa，维持此温度和压力，恒温、恒压搅拌反应60分钟，即可制成醇、酸合成物；

③将步骤①中称取的水加入反应釜内，将称取的碱性盐加入反应釜中搅拌溶解，再将称取的多元醇加入其中，进行搅拌溶解，溶解完毕后，再加入称取的三乙醇胺、三异丙醇胺，搅拌溶解，最后加入称取的稳定剂和步骤②得到的醇、酸合成物，搅拌均匀，即为矿物掺合料专用液体活化剂。

本发明还提供了一种上述矿物掺合料专用液体活化剂的应用，其特征是，所述专用液体活化剂在矿物掺合料粉磨中的掺入量为矿物掺合料重量的0.04％。

作用机理：

活性矿物掺合料本身不硬化或者硬化速度很慢，但能与水泥水化生成氧化钙起反应，生成具有胶凝能力的水化产物，活性矿物掺合料活性高低取决于其与水泥水化生成氧化钙其反应生成具有胶凝能力的水化产物的多少，因此要想提高活性矿物掺合料的活性，就必须在其与水泥水化生成氧化钙其反应的过程中引进一个促进因素，能使得矿物掺合料与水泥水化生成氧化钙其反应生成更多的具有胶凝能力的水化产物。

本发明的矿物掺合料活化剂各组分所发挥的作用：

本发明中多元醇是助磨成分，促进粉磨效率的提高；三乙醇胺、三异丙醇以及醇、酸合成物起到激发矿物掺合料活性的作用；碱性盐具有促凝功能的早强剂；添加稳定剂可以有效防止产品有晶体析出。活化剂经过各成分的复合作用，达到提高矿物掺合料活性及粉磨效率，降低粉磨电耗，从而达到降低生成成本的作用。

使用本产品需注意：①由于各矿物掺合料生产厂的原材料、磨机工艺、调控水平不同，造成矿物掺合料的理想颗粒组成不同、而且接近理想组成的程度也不同，因此在研究使活化剂，改善矿物掺合料颗粒组成和活性时，需要从具体情况出发；②入磨物料综合水分应低于2％。

本发明的有益效果是：

本发明的矿物掺合料专用液体活化剂用于矿物掺合料生产，具有以下有益效果：

(1)本发明矿物掺合料专用液体活化剂掺量在0.04％的情况下，提高磨机台时产量8％以上。

(2)本发明矿物掺合料专用液体活化剂掺量在0.04％的情况下，同时保证矿物掺合料组份、磨机台时产量基本不变的情况下，可以提高矿物掺合料7天、28天活性6％以上，且优于石膏的激发效果。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合实施案例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施案例。

实施例1

醇、酸合成物制备：按照醇、酸重量比例4：1称取丙三醇与乙酸，在10分钟内加入反应釜内混合均匀，添加过程中是现加醇后加酸同时开启搅拌装置，加入完毕后半小时内升温到60℃、加压到1MPa，恒温、恒压搅拌反应60分钟，即可制成醇、酸合成物；

活化剂制备：首先35公斤饮用水加入反应釜中，将5公斤NaOH加入其中进行搅拌待完全溶解后，将10公斤多元醇加入其中，进行搅拌溶解，再将20公斤三乙醇胺、5公斤三异丙醇胺加入其中，进行搅拌溶解。最后将10公斤乙二醇和15公斤醇、酸合成物加入其中搅拌均匀即可。该发明活化剂在矿物掺合料中的添加重量百分比为0.04％。重庆某矿物掺合料生产厂，生产设备为Φ3.2m*13m开流球磨机，生产S75级矿渣微粉比表面价控制在410±10m²/kg，石膏为电厂脱硫石膏，该厂为验证活化剂具体功效，分别按照单独粉磨矿渣、粉磨矿渣加5％脱硫石膏及粉磨矿渣加0.04％活化剂各生产8小时，分别取综合样进行活性、比表面积台时产量等有关性能对比，其具体结果如下：

试验效果见下表所示。

表1矿渣添加不同物质粉磨对比试验结果

注：表中百分数均为重量百分数，PO42.5对比水泥为矿粉成型试验用国家基准水泥。

可见，该活化剂应用与矿物掺合料生产时，提高矿物掺合料7天7.6％、28天活性11％，且优越石膏的激发效果，同时提高粉磨效率10.8％。

实施例2

醇、酸合成物制备：按照醇、酸重量比例4：1称取丙三醇与乙酸在10分钟内加入反应釜内混合均匀，添加过程中是现加醇后加酸同时开启搅拌装置，加入完毕后半小时内升温到60℃、加压到1MPa，恒温、恒压搅拌反应60分钟，即可制成醇、酸合成物；

活化剂制备：首先35公斤饮用水加入反应釜中，将10公斤NaOH加入其中进行搅拌待完全溶解后，将10公斤多元醇加入其中，进行搅拌溶解，再将15公斤三乙醇胺、5公斤三异丙醇胺加入其中，进行搅拌溶解。最后将10公斤乙二醇和15公斤醇、酸合成物加入其中搅拌均匀即可。重庆某矿物掺合料生产厂，生产设备为Φ3.2m*13m开流球磨机，生产S75级矿渣微粉比表面价控制在410±10m²/kg，石膏为电厂脱硫石膏，该厂为验证活化剂具体功效，分别按照单独粉磨矿渣、粉磨矿渣加5％脱硫石膏及粉磨矿渣加0.04％活化剂各生产8小时，分别取综合样进行活性、比表面积台时产量等有关性能对比，其具体结果如下：

试验效果见下表所示。

表2矿渣添加不同物质粉磨对比试验结果

可见，该活化剂应用与矿物掺合料生产时，提高矿物掺合料7天4.7％、28天活性8％，且优越石膏的激发效果，同时提高粉磨效率10.8％。

实施例3

醇、酸合成物制备：按照醇、酸重量比例4：1称取二甘醇与乙酸，在10分钟内加入反应釜内混合均匀，添加过程中是现加醇后加酸同时开启搅拌装置，加入完毕后半小时内升温到60℃、加压到1MPa，恒温、恒压搅拌反应60分钟，即可制成醇、酸合成物；

活化剂制备：首先35公斤饮用水加入反应釜中，将5公斤NaOH加入其中进行搅拌待完全溶解后，将10公斤多元醇加入其中，进行搅拌溶解，再将25公斤三乙醇胺加入其中，进行搅拌溶解。最后将10公斤乙二醇和15公斤醇、酸合成物加入其中搅拌均匀即可。重庆某矿物掺合料生产厂，生产设备为Φ3.2m*13m开流球磨机，生产S75级矿渣微粉比表面价控制在410±10m²/kg，石膏为电厂脱硫石膏，该厂为验证活化剂具体功效，分别按照单独粉磨矿渣、粉磨矿渣加5％脱硫石膏及粉磨矿渣加0.04％活化剂各生产8小时，分别取综合样进行活性、比表面积台时产量等有关性能对比，其具体结果如下：

试验效果见下表所示。

表3矿渣添加不同物质粉磨对比试验结果

可见，该活化剂应用与矿物掺合料生产时，提高矿物掺合料7天5.3％、28天活性10％，且优越石膏的激发效果，同时提高粉磨效率10.0％。

实施例4

醇、酸合成物制备：按照醇、酸重量比例4：1称取丙三醇与丙酸，在10分钟内加入反应釜内混合均匀，添加过程中是现加醇后加酸同时开启搅拌装置，加入完毕后半小时内升温到60℃、加压到1MPa，恒温、恒压搅拌反应60分钟，即可制成醇、酸合成物；

活化剂制备：首先35公斤饮用水加入反应釜中，将5公斤NaOH加入其中进行搅拌待完全溶解后，将10公斤多元醇加入其中，进行搅拌溶解，再将25公斤三异丙醇胺加入其中，进行搅拌溶解。最后将10公斤乙二醇和15公斤醇、酸合成物加入其中搅拌均匀即可。重庆某矿物掺合料生产厂，生产设备为Φ3.2m*13m开流球磨机，生产S75级矿渣微粉比表面价控制在410±10m²/kg，石膏为电厂脱硫石膏，该厂为验证活化剂具体功效，分别按照单独粉磨矿渣、粉磨矿渣加5％脱硫石膏及粉磨矿渣加0.04％活化剂各生产8小时，分别取综合样进行活性、比表面积台时产量等有关性能对比，其具体结果如下：

试验效果见下表所示。

表4矿渣添加不同物质粉磨对比试验结果

可见，该活化剂应用与矿物掺合料生产时，提高矿物掺合料7天6.5％、28天活性9.0％，且优越石膏的激发效果，同时提高粉磨效率9.5％。

Claims

1.一种矿物掺合料专用液体活化剂，其特征是：由以下重量份的原料制成：

所述醇、酸合成物为二甘醇、丙三醇中的一种与乙酸或丙酸的合成反应产物；

上述矿物掺合料专用液体活化剂的制备方法，包括以下步骤：

①根据上述的重量份和重量配比称取原料；

2.根据权利要求1所述的矿物掺合料专用液体活化剂，其特征是，所述二甘醇、丙三醇中的一种与乙酸或丙酸的重量比均为4：1。

3.根据权利要求1所述的矿物掺合料专用液体活化剂，其特征是，所述多元醇为二甘醇、丙三醇及乙二醇的混合物。

4.根据权利要求1所述的矿物掺合料专用液体活化剂，其特征是，所述碱性盐为钙盐或者钠盐。

5.根据权利要求1所述的矿物掺合料专用液体活化剂，其特征是，所述稳定剂为丙三醇或者乙二醇。

6.一种根据权利要求1-5任一权利要求所述的矿物掺合料专用液体活化剂的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

①根据权利要求1-5任一所述的重量份和重量配比称取原料；

7.一种根据权利要求1-5任一所述矿物掺合料专用液体活化剂的应用，其特征是，所述矿物掺合料专用液体活化剂在矿物掺合料粉磨中的掺入量为矿物掺合料重量的0.04％。