CN104529221A

CN104529221A - 一种水泥助磨剂及其使用方法

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Publication number: CN104529221A
Application number: CN201410777044.5A
Authority: CN
Inventors: 李伟; 李良生
Original assignee: LIYANG TONGXIN NEW MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: LIYANG TONGXIN NEW MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2014-12-15
Filing date: 2014-12-15
Publication date: 2015-04-22

Abstract

一种水泥助磨剂，按照质量分数计包括如下物质：三乙醇胺5～10％，三异丙醇胺10～15％，聚合脂化醇20～30％，硫氰酸钠溶液5～10％，复合甘油溶液30～60％，糖蜜10～20％。其使用方法为每吨水泥添加0.3-0.8千克本助磨剂。本发明所述水泥助磨剂表现为节能高效的同时提高水泥各龄期强度，增加水泥产量及改善其它水泥指标；且与混凝土外加剂相容性好，在整体成本性价比上高于市场产品。本发明组分中利用了工业废料与标准品进行合理组合，以低成本达到高价值的性能；从对粉磨效率的改善、产量的提高、强度的增加到能耗降低都表现出了产品实质性的作用与特点。

Description

一种水泥助磨剂及其使用方法

技术领域

本发明属于水泥生产领域，具体涉及一种水泥添加剂，更具体的涉及一种水泥助磨剂及其使用方法。

背景技术

20世纪20年代末30年代初，英国人高达得(J.F.Goddard)应用树脂作为水泥粉磨助剂，取得了英国的专利；随后得到了市场普及与应用。早期的助磨概念是：为提高水泥系列产品的抗水性、早强性和水泥的加工性，试验和使用矿物油、动物油以及石油裂化残渣，以具有惰性和吸附性的矿物质作为载体，配以盐酸、氯化钙、石灰质等含钙物质制成的粉末状混合物。这些助剂的使用，提高了水泥系列产品生产中的防水性和加工性。

现今国外市场使用水泥助磨剂生产水泥的厂家占80％以上，在一些发达国家几乎所有的水泥厂都使用水泥助磨剂，相比较我国对助磨剂的研究和利用起步于20世纪50年代后期，当时少数水泥厂曾用煤、纸浆废液、肥皂废液作为水泥助磨剂，效果不甚明显；且原材料质量不稳定而无法控制应用。而今，国内研究及应用的水泥助磨剂，有液体助磨剂和固体助磨剂，其基本成分大都属于有机表面活性物质。配方组成主要为：醇类、醇胺类、木质素磺酸盐类、脂肪酸及其盐类、烷基磺酸盐类等单一或复合品；但生产成本较高且受水泥配料使用的限制，不能较好的适应不同水泥企业的各种需求标准，得不到充分发挥自身产品的最佳效果，以至于市场推广有所限制。

目前的市场需求与研究重点已走向高效(多元化)水泥助磨剂领域，且市场已经有推出了TEA的部分或全部替代品，使用效果优于TEA；为迎合市场需求而不断更新、改进，从中体现水泥助磨剂的有效价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种高分散性、吸附作用能力强、相容性佳适应能力广、能有效增强粉磨效率的水泥助磨剂。

本发明的具体技术方案如下：

一种水泥助磨剂，按照质量分数计包括如下物质：

优选的，所述水泥助磨剂按照质量分数计包括如下物质：

所述聚合脂化醇中含有二甘醇、树脂类物质成份。聚合酯化醇中二甘醇占总质量的15％，树脂占总质量的60％，其余为水。

从原理上说，聚合酯化醇中的二甘醇可增加水泥浆的标准稠度、需水量，且可使水化热增大，能增加水泥早期和后期强度；树脂用于水泥中，其自身属活性物质，具有较强的助磨性能，能有效改善水泥磨粉磨功率。

所述硫氰酸钠溶液的质量浓度为45～55％，该质量浓度的硫氰酸钠溶液便于生产、及与其它物料融合更佳。

所述复合甘油溶液中甘油的质量浓度不小于40％。该浓度的甘油可以明显改善水泥易磨性、颗粒表面形态以及流动性能，提高水泥的输送卸载能力，能更好的发挥甘油的最佳性能。

所述复合甘油溶液可以采用由甘油车间排出的由聚合甘油、甘油、水混合的混合物。该复合甘油溶液按照质量分数计为：聚合甘油50％、甘油25％、其余为水。甘油在碱性催化剂作用下经高温加热至270℃，分子间进行脱水反应可生成聚合甘油。聚合甘油属于混合物，其中含有二聚甘油、三聚甘油、四聚甘油等，聚合程度的控制取决于工艺条件，一般以平均三聚甘油为主，结构型式也是多种多样，有直链、支链及环链等。三聚甘油是黄色水溶性粘性液体，平均分子量约为250。

所述糖蜜的糖锤度≥70，其固含量≥45。

糖蜜主要用于调色和改善水泥和易性及调节凝结时间。调节凝时表现为其成份能吸附在水泥颗粒表面，形成同种电荷的亲水膜，使水泥颗粒相互排斥，并阻碍水泥水化，从而起缓凝作用；但掺量过大会使混凝土长期酥松不硬，强度严重下降。因此为使糖蜜自身性能表现更佳必须控制糖蜜锤度及其固含量在上述范围内。

本发明的水泥助磨剂掺加量以0.03～0.08％的重量比添加在水泥粉磨的过程中(即每吨水泥添加0.3-0.8公斤本助磨剂)，可以有效增强粉磨效率及增加水泥强度、降低粉磨电耗、节约水泥熟料降低成本等优点，建议最优掺加量为0.05％。

本发明所述水泥助磨剂是一种能有效屏蔽颗粒之间的附聚力，降低粉体表面自由能、防止粉体再聚集的高分散活性剂，经过大量的生产试验及实验室的科学验证，得到了客户的认可。另外对粉磨过程的表现、水泥颗粒分布的影响、水泥与混凝土其它指标的影响(如需水性、凝结时间、安定性、塌落度、与减水剂的相容性)等进行测试，发现该产品具有适应性强、稳定性佳、成份分解性好等优点，完全符合水泥助磨剂GB/T26748-2011标准要求。

本发明所述水泥助磨剂表现为节能高效的同时提高水泥各龄期强度，增加水泥产量及改善其它水泥指标；且与混凝土外加剂相容性好，在整体成本性价比上高于市场产品。本发明组分中利用了工业废料与标准品进行合理组合，以低成本达到高价值的性能；从对粉磨效率的改善、产量的提高、强度的增加到能耗降低都表现出了产品实质性的作用与特点。采用本发明所述水泥助磨剂后，对水泥强度起主要作用的粒径(30μm以下)颗粒显著增加、减少过粗颗粒(＞60μm)；对需水量起主要作用的10μm以下的颗粒基本不变，保持水泥有较高的流动性和较低的需水量。

具体实施方式

以下结合具体实施例进一步说明本发明。

实施例中所使用的三乙醇胺有效含量为85％，三异丙醇胺的有效含量85％。

实施例中所述聚合酯化醇中二甘醇占总质量的15％，树脂占总质量的60％，其余为水。

实施例中所述复合甘油溶液中甘油的质量浓度不小于40％，复合甘油溶液可以采用甘油车间排出的由聚合甘油、甘油和水的混合物，其中各组分质量分数为，聚合甘油50％，甘油25％，其余为水。

实施例中所述糖蜜的糖锤度≥70％，其固含量≥45％。

实施例1

一种水泥助磨剂，按照质量分数计由如下物质组成：

所述硫氰酸钠溶液的质量浓度为45％。

实施例2

一种水泥助磨剂，按照质量分数计由如下物质组成：

所述硫氰酸钠溶液的质量浓度为50％。

实施例3

一种水泥助磨剂，按照质量分数计由如下物质组成：

所述硫氰酸钠溶液的质量浓度为45～55％。

对比例1

一种水泥助磨剂，按照质量分数计由如下物质组成：

本发明所述的水泥助磨剂，制备时只需将各原料物质混合均匀即可。

将实施例1所得水泥助磨剂定义为成品①，实施例2所得水泥助磨剂定义为成品②，实施例3所得水泥助磨剂定义为成品③，对比例1所得水泥助磨剂定义为成品④。

1.性能试验

根据上述各组配方配制的成品分别掺入水泥粉磨过程中，进行各项性能测试。

1.1实验主要原料

使用水泥配料有:旋窑熟料、二水石膏、粉煤灰、矿渣、石灰石；化学成分见表1.

表1主要原料化学成分

成份	SiO₂(wt％)	Al₂O₃(wt％)	Fe₂O₃(wt％)	CaO(wt％)	MgO(wt％)	SO₃(wt％)
							旋窑熟料	21.55	6.75	5.34	64.55	2.15	-
二水石膏	18.00	4.35	2.26	32.12	0.88	39.44
							粉煤灰	41.88	24.90	16.45	3.42	2.15	3.35
矿渣	35.55	14.56	2.36	41.21	3.23	-
							石灰石	7.18	1.94	0.88	48.89	1.45	-

表2：水泥物料各物质的配比

旋窑熟料	二水石膏	粉煤灰	矿渣	石灰石
					72.3wt％	5wt％	6wt％	10.5wt％	6.2wt％

1.2试验方案、方法

1.2.1试验方法

先将各组分物料经过破碎机破碎，再经过0.63cm振动筛筛分，留取粒径在0.63cm以下的物料。随后根据水泥品种将各物料按制定的比例配比拌匀，加入指定掺量的助磨剂；最后将物料放入￠500mm×500mm试验磨机中，粉磨20min后，测定其细度与比表面积指标，衡量助磨剂的助磨效果，通过物理性能测定，综合评价助磨剂的其它效果。

1.2.3试验仪器设备

￠500mm×500mm小磨试验机、FSY-150负压筛、颗粒级配分析仪、净浆搅拌机、稠度凝结时间仪、砂浆搅拌机、胶砂振实台、恒温恒湿养护箱、恒温水养护箱、电动抗折试验机、电液式压力试验机

1.2.4粉磨水泥品种(P.O42.5)

2.单组分助磨剂掺量的选择

2.1试验结果

表3：物理性能测定结果

表4：不同掺量时水泥的颗粒分布情况

2.2试验分析

根据试验数据分析，成品①在掺量为0.05％时各方面的物理性能表现明显更佳。

3.助磨剂成分的选择

3.1试验结果

表5：物理性能测定结果

表6：相同掺量时水泥的颗粒分布情况

品种	掺量，wt％	＜3um，wt％	3um-30um，wt％	30um-60um，wt％	＞60um，wt％
						空白样	0	12.1	56.9	22.8	9.3
成品①	0.05	10.9	60.5	22.3	5.2
						成品②	0.05	9.8	59.2	21.5	7.5
成品③	0.05	10.2	60.8	21.9	5.8

3.2试验结论

根据试验分析成品③在掺量为0.05％时各方面的性能表现是最佳的，聚合酯化醇量加至30％时能更好的促进水泥的后龄期强度增长，总体性价比占优。

4.与传统助磨剂之间的对比

4.1试验结果

表7：物理性能测定结果

表8：相同掺量时水泥的颗粒分布情况

品种	掺量，wt％	＜3um，wt％	3um-30um，wt％	30um-60um，wt％	＞60um，wt％
						空白样	0	12.1	56.9	22.8	9.3
成品③	0.05	10.2	60.8	21.9	5.8
						成品④	0.05	11.0	58.2	22.1	7.9

5.调节硫氰酸钠溶液浓度，进行对比

表9：物理性能测定结果(采用不同质量浓度的硫氰酸钠溶液)

表10：使用不同质量浓度的硫氰酸钠溶液时水泥的颗粒分布情况

5结论

根据上述试验数据证明本发明所述产品具有较好的作用，可有效改善水泥多方面性能，再次增加了水泥的性价比。本发明的产品合理利用工业副料复合甘油取代了含氯及含碱原料，减少了对混凝土的危害，且原料中采用大分子表面活性物质更好的提高了水泥助磨剂的性能，硫氰酸钠溶液溶度可以根据实际需求灵活调节其掺量以达到最佳性能。本发明产品以低成本实现了高价值，给予广大的水泥助磨剂市场带来了更好的发展空间。

本发明所述水泥助磨剂表现为节能高效的同时提高水泥各龄期强度，增加水泥产量及改善其它水泥指标；且与混凝土外加剂相容性好，在整体成本性价比上高于市场产品。本发明组分中利用了工业废料与标准品进行合理组合，以低成本达到高价值的性能；从对粉磨效率的改善、产量的提高、强度的增加到能耗降低都表现出了产品实质性的作用与特点。

Claims

1.一种水泥助磨剂，其特征在于按照质量分数计包括如下物质：

2.根据权利要求1所述的水泥助磨剂，其特征在于按照质量分数计包括如下物质：

3.根据权利要求1或2所述的水泥助磨剂，其特征在于所述聚合酯化醇中二甘醇占总质量的15％，树脂占总质量的60％，其余为水。

4.根据权利要求1或2所述的水泥助磨剂，其特征在于所述硫氰酸钠溶液的质量浓度为45～55％。

5.根据权利要求1或2所述的水泥助磨剂，其特征在于所述复合甘油溶液中，甘油的质量浓度不小于40％。

6.根据权利要求5所述的水泥助磨剂，其特征在于所述复合甘油溶液是由采用甘油车间排出的，该复合甘油溶液按照质量分数计包括聚合甘油50％、甘油25％、其余为水。

7.根据权利要求1或2所述的水泥助磨剂，其特征在于所述糖蜜的糖锤度≥70，糖蜜的固含量≥45。

8.根据权利要求1～7任一所述的水泥助磨剂的使用方法，其特征是所述水泥助磨剂掺加量为以0.03～0.08％的重量比添加在水泥粉磨的过程中，即每吨水泥添加0.3-0.8千克本助磨剂。

9.根据权利要求8所述的水泥助磨剂的使用方法，其特征是所述水泥助磨剂掺加量为是以0.05％的重量比添加在水泥粉磨的过程中，即每吨水泥添加0.5千克本助磨剂。