CN104773973A - 水泥助磨剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水泥助磨剂及其制备方法，属于化工建筑材料领域。本发明采用的技术方案为：水泥助磨剂，该助磨剂包括以下组分：水、聚乙二醇、聚合糖胺、硫酸钠溶液、聚合多元醇；各组分占水泥助磨剂成品的质量分数为聚乙二醇5%~15%，聚合糖胺20%~45%，硫酸钠溶液30%~50%，聚合多元醇5%~15%，水18%~39%。本发明在水泥助磨剂中添加聚合糖胺，它较传统的水泥助磨剂有更好的适用性，而且聚合糖胺易于保存。采用含有聚合糖胺的水泥助磨剂的水泥净浆流动度更好，水泥用于混凝土中，混凝土的流变性明显改善，同混凝土所用的各种外加剂兼容性非常好，克服了传统水泥助磨剂与外加剂有匹配和选择性较强的问题。

Description

水泥助磨剂及其制备方法

技术领域

本专利涉及一种水泥助磨剂及其制备方法，属于化工建筑材料领域。

背景技术

水泥助磨剂在中国已应用十几年，但只占水泥生产应用的40%，海螺、华新等大企业至今未使用，其原因在于水泥助磨剂和混凝土外加剂存在适应问题，适应能力好，混凝土不受性能影响，适应性不好，则造成混凝土塌落度损失严重，造成混凝土泌水、降底等现象。有些水泥企业为了从营销及产品信誉方面考虑，坚决在水泥生产中不使用水泥助磨剂，

而采用传统水泥助磨剂配方的话，由于糖蜜作为水泥助磨剂的原料，该原料由秋季生产，当长时间储存且外界温度达到20~25℃时，该原料就会发生“酸败”现象，当该原料储存在200kg的铁桶时，其原料发酵酸败时，可将200kg铁桶上部“爆裂”，导致发生危险，而且原料失去作为助磨剂原料的作用。

发明内容

本专利提供了一种水泥助磨剂及其制备方法，在保留了原有水泥助磨剂的功能的同时，更是提高水泥净浆流动度，改善水泥了在混凝土中与外加剂的兼容性，增强制备的混凝土的综合性能，同时也便于原材料的保存。

为实现上述目的，本专利采用的技术方案为：水泥助磨剂，该助磨剂包括以下组分：水、聚乙二醇、聚合糖胺、硫酸钠溶液、聚合多元醇；各组分占水泥助磨剂成品的的质量分数为聚乙二醇5%~15%，聚合糖胺20%~45%，硫酸钠溶液30%~50%，聚合多元醇5%~15%，水18%~39%。

进一步的，所述助磨剂各组分的质量含量为：聚乙二醇8%，聚合糖胺40%，硫酸钠溶液40%，聚合多元醇10%，水27%。

所述聚合糖胺包括以下质量含量的成分：碱3%，糖蜜38%~42%，氨基22%，醇类4%，四甲基氢氧化钠2.5%，其余为水。

所述聚合糖胺的固含量为30%~45%。

所述的聚乙二醇选自聚乙二醇400、聚乙二醇200中的一种或两种。

水泥助磨剂的制备方法，包括以下步骤：

按照水泥助磨剂成品总质量计量对应含量的水、聚乙二醇、硫酸钠、聚合多元醇；

将上述计量好的聚乙二醇加入水中溶解至充分溶解形成溶液a；

将计量好的硫酸钠溶液加入a溶液中至完全溶解并形成b溶液；

将计量好的聚合糖胺加入到b溶液中至完全溶解并形成c溶液；

将计量好的聚合多元醇加入到c溶液中至完全溶解并形成成品水泥助磨剂。

本发明在水泥助磨剂中添加聚合糖胺，它较传统的水泥助磨剂有更好的适用性，而且聚合糖胺易于保存。采用含有聚合糖胺的水泥助磨剂的水泥净浆流动度更好，水泥用于混凝土中，混凝土的流变性明显改善，同混凝土所用的各种外加剂兼容性非常好，克服了传统水泥助磨剂与外加剂有匹配和选择性较强的问题。该助磨剂的研发不但保留了原有水泥助磨剂的功能，更重要的是改善了水泥在混凝土中同外加剂的兼容性，从而使水泥助磨剂有更广阔的前景价值。

具体实施方式

本发明的组分中用有聚合糖胺与聚合多元醇，其中聚合糖胺规避了采用糖蜜不易保存的问题。

聚合多元醇由带有多个羟基的比如乙二醇和甘油一类的多元醇与其他有机酸进行聚合而成的，是多羟基低分子化合物，也是一种非离子型化合物，具有沸点高，对极性物质溶解能力强。

从微观层面看，乙二醇和甘油一类分子，因为没有独立伸展在外的疏水基团，因此在作为水泥助磨剂原料时，水泥颗粒之间其吸附作用大而排斥作用小，因而不易于增加水泥颗粒的流动性。通过改变分子结构生产出来的聚合多元醇改变了这种状况，聚合多元醇具有独立的羟基类疏水基团，聚合多元醇中的羟基类疏水基团和烃基类非亲水类基团分布恰当时能够对水泥粉体的流动性具有突出的促进作用，而且聚合多元醇分子上的活性基团和非活性基团也有一个恰当的分布比例，使其既能起到活性分散作用，又可以使粉料得到充分的粉磨，避免粉料跑粗。

从宏观层面看，聚合多元醇在粉磨中大多是起到一个加速流动润湿新鲜界面、避免过粉磨的作用，特别是聚合多元醇对水泥颗粒的软化作用比较好。在水泥水化热测量中，通过加入聚合多元醇的测试表明，其还可以给予水化反应一个适度的加速度。因此，选择聚合多元醇作为水泥助磨剂的原料可以达到提高粉磨效率和提高水泥的早期强度。

一、现对本发明做具体实施例说明

实施例1

A配方各组分质量分数，聚乙二醇400  8%，聚合糖胺40%，硫酸钠溶液42%，聚合多元醇10%。

实施例2

B配方各组分质量分数，聚乙二醇200  8%，聚合糖胺40%，硫酸钠溶液42%，聚合多元醇10%。

实施例3

C配方各组分质量分数，聚乙二醇400  8%，聚合糖胺42%，硫酸钠溶液42%，聚合多元醇8%。

实施例4

D配方各组分质量分数，聚乙二醇200  8%，聚合糖胺42%，硫酸钠溶液42%，聚合多元醇8%，将上述各配方混合制备成品助磨剂。

对比例1

E配方：聚乙二醇400  8%，糖蜜40%，硫酸钠溶液42%，聚合多元醇10%。

二、性能试验

采用实施例及对比例中的助磨剂（A配方、B配方、C配方、D配方、E配方）掺入水泥助磨剂中，并利用相应成分的助磨剂制备混凝土。对各助磨剂的助磨效果和对应成分的混凝土进行相关性能测试。

水泥主要原料：采用施窑生产的熟料，脱硫石膏，二级粉煤灰，莱钢矿渣，石灰石。其化学成分见表1。

表1（主要化学成分含量）

表2 水泥物料配比

助磨效果试验方案、方法：先将各组分原料经过破碎机破碎，再经过0.63cm振动筛筛分，留取粉颈在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直径的试验磨中，粉磨28分钟后，测定细度指标，衡量助磨剂的助磨效果，通过物理性能测定，综合评价助磨剂的使用效果。

表3 A 配方不同掺量时水泥的颗粒分布情况

根据表3试验分析，A配方在掺量为0.1%时各方面的性能是最佳的助磨剂成分的选择。

表4 实施例与对比例的水泥的颗粒分布情况

根据表.3和表4 的实验数据，本发明与传统含有糖蜜的助磨剂对比，采用含聚合糖胺的助磨剂在水泥颗粒度和细度方面有所改善。

强度试验仪器及相关试验规范： 500mm*500mm直径的试验磨，FSY—150负压筛，颗粒级配分析仪，净浆搅拌机，稠度凝结时间测定仪，胶砂搅拌机，胶砂振石台，恒温恒湿养护箱，压力试验机，抗折机，混凝土塌落度测定仪。

表5 采用A配方不同掺量的水泥助磨剂在混凝土中的效果试验

表6 实施例与对比例的水泥助磨剂在混凝土物理性能中的对比试验结果

试验分析：与不加助磨剂和加入传统助磨剂对比，采用本发明的水泥助磨机的掺量在0.1%时，混凝土的凝结时间和凝结强度上有所改善，混凝土的3天强度增加15%，28天强度增加15%以上，混凝土凝结时间有所提前，加快了施工进程，缩短工期。

表7 采用A配方的水泥助磨剂在混凝土制备中与混凝土外加剂适应性试验：

结论：上述试验表明采用本发明的水泥助磨剂不仅改善了水泥的颗粒度，适当降低了水泥的细度，而且改善了助磨剂的性能，能很好的和混凝土外加剂相适应，水泥净浆流动度更好，克服了传统水泥助磨剂与外加剂选择性较强的问题。同时各组分之间的协同作用使本发明的水泥助磨剂在制备混凝土的应用中提高了混凝土的强度，混凝土的凝固时间也有所改善。

Claims (6)

1.一种水泥助磨剂，其特征在于，该助磨剂包括以下组分：聚乙二醇、聚合糖胺、硫酸钠溶液、聚合多元醇；各组分占水泥助磨剂成品的质量分数为聚乙二醇5%~15%，聚合糖胺20%~45%，硫酸钠溶液30%~50%，聚合多元醇5%~15%。

2.根据权利要求1所述的水泥助磨剂，其特征是，所述各组分的质量含量为：聚乙二醇8%，聚合糖胺42%，硫酸钠溶液40%，聚合多元醇10%。

3.根据权利要求1或2所述的水泥助磨剂，其特征是，所述聚合糖胺包括以下质量含量的成分：碱3%，糖蜜38%~42%，氨基22%，醇类4%，四甲基氢氧化钠2.5%，其余为水。

4.根据权利要求2所述的水泥助磨剂，其特征是，所述聚合糖胺的固含量为30%~45%。

5.根据权利要求1或2所述的水泥助磨剂，其特征在于，所述的聚乙二醇选自聚乙二醇400、聚乙二醇200中的一种和/或两种。

6.一种权利要求1所述的水泥助磨剂的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

按照水泥助磨剂成品总质量计量对应含量的水、聚乙二醇、硫酸钠溶液、聚合多元醇；

将上述计量好的聚乙二醇加入水中溶解至充分溶解形成溶液a；

将计量好的硫酸钠溶液加入a溶液中至完全溶解并形成b溶液；

将计量好的聚合糖胺加入到b溶液中至完全溶解并形成c溶液；

将计量好的聚合多元醇加入到c溶液中至完全溶解并形成成品水泥助磨剂。