CN105254200A - 水泥助磨剂及其制备方法、应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水泥助磨剂及其制备方法、应用方法，该水泥助磨剂包括如下重量份的原料：5～15份三乙醇胺、5～20份糖蜜、1～5份葡萄糖酸钠、1～5份氨基葡萄糖硫酸钾盐、5～10份C₁-C₃醇和40～100份水。本发明的目的在于提供一种在粉磨后，添加了本发明的助磨剂的水泥的颗粒级配合理，适当降低了水泥的细度，同时能加强粉磨后的水泥的强度，其综合效果较好的水泥助磨剂。

Description

水泥助磨剂及其制备方法、应用方法

技术领域

本发明涉及水泥添加剂领域，更具体地说，它涉及一种水泥助磨剂及其制备方法、应用方法。

背景技术

水泥中含有CaO、SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃等化学成分，其主矿物组成为3CaO·SiO₂、2CaO·SiO₂、3CaO·Al₂O₃和4CaO·Al₂O₃·Fe₂O₃。水泥粉磨是水泥生产中一道重要工序，它是通过机械方法将水泥熟料及缓凝剂和性能调节材料等物料粉磨至合适的粒度，以满足水泥浆体凝结、硬化要求。为了改善水泥的易磨性，提高水泥活性，一般在水泥中添加水泥助磨剂。选择合适的水泥助磨剂可以大幅度提高水泥粉磨效率，降低电耗，从而提高水泥产业的经济效益。

授权公告号为CN102992686B的中国专利公开了一种水泥助磨剂，它包括按重量配比的以下组分：三乙醇胺15份，乙酸钠8份，硫代硫酸钠10份，氯化钠13份，尿素8份，乙二醇6份，糖蜜15份，木质素6份和0.5份吐温-80。这种水泥助磨剂虽然能改善水泥颗粒分布并激发水化动力从而提高水泥早期强度和后期强度，但是它含有相当量的氯化钠，氯盐易对钢筋造成锈蚀从而影响建筑物使用寿命；同时它还含有尿素，容易造成水体和土壤污染；其含有的硫代硫酸钠在后期可能会形成钙矾石最终引起体积膨胀破坏建筑。

因此，开发一种助磨性能优良、对环境无害的水泥助磨剂具有重大的市场应用前景。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种在粉磨后，添加了本发明的助磨剂的水泥的颗粒级配合理，适当降低了水泥的细度，同时能加强粉磨后的水泥的强度，其综合效果较好的水泥助磨剂。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种水泥助磨剂，包括如下重量份的原料：5～15份三乙醇胺、5～20份糖蜜、1～5份葡萄糖酸钠、1～5份氨基葡萄糖硫酸钾盐、5～10份C₁-C₃醇和40～100份水。

本发明的三乙醇胺，能螯合水泥中的金属离子，中和一部分摩擦起电产生的静电离子，减轻静电吸附的现象。本发明的糖蜜，是制糖工业的一种副产物，其中含有蔗糖、果糖、葡萄糖、葡聚糖、棉实糖、甜菜碱、焦糖色素、氨基酸、无机物等，总糖含量可达30％～60％。在水泥中添加糖蜜，糖蜜能吸附在水泥颗粒的表面，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。糖蜜还能明显地改善水泥的和易性，大幅度地提高混凝土制品的强度，改善混凝土抗冻性。本发明的葡萄糖酸钠，对钙、镁、铁盐具有很强的络合能力，能增加混凝土的可塑性和强度；还具有阻滞作用，即推迟混凝土的最初和最终凝固时间。本发明的氨基葡萄糖硫酸钾盐，和本发明的水泥助磨剂中的其他组分组合，能增强水泥助磨剂的助磨效果，有利于增强水泥强度。本发明的C₁-C₃醇和水，配合乙醇胺使用，可以起到对水泥的增容作用：有利于水泥在混合溶剂中的溶解，同时有利于溶解的物质随着混合溶剂的挥发而溶出，重结晶，避免粉磨过程的静电导致的粉尘，得到粉磨效果好的水泥；还能对本发明的水泥助磨剂增容，有利于水泥助磨剂的各组分分散均匀，使其助磨效果均一稳定。

本发明的水泥助磨剂，未添加会影响建筑物使用寿命或造成环境污染等的物质，安全环保。同时，本发明的水泥助磨剂还能促进各原料组分发挥协同作用，其组合增效为：(1)有利于水泥的充分研磨，保证其颗粒级配分布合理：

添加本发明的水泥助磨剂后，水泥混悬液中，水泥不仅能与本发明的水泥助磨剂发生螯合作用，还能在其中发生重结晶作用，有利于降低水泥粉磨时的静电吸附，起到吸潮保湿的作用，减缓颗粒表面水分的蒸发速度，能避免粉末污染，避免了因物料表面过于干燥引起的流速过快导致研磨不够充分而导致出现选择性粉磨以致颗粒级配不合理的情况；

(2)有利于保证水泥的强度：

添加本发明的水泥助磨剂后，水泥混悬液中，一方面，因为由于其助磨效果较佳，使水泥的颗粒级配分布合理，有利于保证水泥的强度；另一方面，本发明的水泥助磨剂的多种成分均能够螯合水泥中的金属离子与矿物质相互作用，进一步的提高水泥石的致密性，保证了水泥的强度和稳定性；

(3)在保证助磨效果、增强综合性能的基础上，还有利于降低生产成本，有利于工业化生产：在本发明的水泥助磨剂添加能提高水泥强度和提高水泥粉磨产量用的糖蜜，一方面其成本较低，另一方面其可以提高水泥粉磨的产量，助磨、增强效果好，可显著降低生产成本，提高水泥企业的经济效益和社会效益。

作为优选，所述糖蜜中，以转换糖量计，其总糖量为30％wt～50％wt；所述C₁-C₃醇选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇中的至少一种。

本发明的糖蜜的总糖量为30％wt～50％wt(采用转换糖量计)，一方面可以保证糖蜜的助磨效果和增加水泥强度的效果，另一方面这种原料是最常见的工业废料所以无需进行进一步处理即可使用，有利于降低成本。本发明的C₁-C₃醇和水，配合乙醇胺使用，可以起到对水泥的增容作用，有利于水泥在混合溶剂中发生重结晶反应，同时甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇无污染性且其易挥发，在粉磨水泥时可添加常见的除溶剂设备即可保证其无泄漏。

作为优选，还包括1～5份聚羧酸减水剂和1～5份SDS。

本发明采用聚羧酸减水剂，可以减少粉磨过程中的水分流失，有利于提高水泥的粉磨效果，还能提高水泥后期的保水性。本发明采用SDS，有利于提高本发明的水泥助磨剂和水泥之间的相容性，使其分散均匀，产品质量均一稳定。

研究发现，一种水泥助磨剂，包括如下重量份的原料：10份三乙醇胺、10份糖蜜、2份葡萄糖酸钠、5份氨基葡萄糖硫酸钾盐、10份乙醇、5份聚羧酸减水剂、5份SDS和53份水，其中，所述糖蜜中，以转换糖量计，其总糖量为30％wt～50％wt的情况下，具有最佳的效果。

所述的水泥助磨剂的制备方法，包括如下步骤：

S1，取1～5份葡萄糖酸钠、1～5份氨基葡萄糖硫酸钾盐、5～10份C₁-C₃醇和20～40份水，搅拌混合均匀；

S2，取5～15份三乙醇胺、5～20份糖蜜和其余配方份量的水，搅拌混合均匀；

S3，将S1的混合物加至S2的混合物中，搅拌混合均匀。

所述的水泥助磨剂的制备方法，包括如下步骤：

S1，取2份葡萄糖酸钠、5份氨基葡萄糖硫酸钾盐、10份乙醇、5份聚羧酸减水剂、5份SDS和23份水，搅拌混合均匀；

S2，取10份三乙醇胺、10份糖蜜和30份水，搅拌混合均匀；

S3，将S1的混合物加至S2的混合物中，搅拌混合均匀。

所述的水泥助磨剂的应用方法，所述水泥助磨剂添加到水泥产品的水泥粉磨过程前，所述水泥助磨剂和水泥产品的质量比为0.1％～0.2％。

通过采用上述技术方案，具有以下有益效果：

1.在粉磨后，添加了本发明的助磨剂的水泥的颗粒级配合理，适当降低了水泥的细度，同时能加强粉磨后的水泥的强度，其综合效果较好。

2.本发明的助磨剂贮存24个月后，其助磨效果基本不变，其较为稳定。

3.本发明的水泥助磨剂，未添加会影响建筑物使用寿命或造成环境污染等的物质，安全环保。

4.本发明的水泥助磨剂还能促进各原料组分发挥协同作用，其组合增效为：有利于水泥的充分研磨，保证其颗粒级配分布合理；有利于保证水泥的强度；在保证助磨效果、增强综合性能的基础上，还有利于降低生产成本，有利于工业化生产。

具体实施方式

原料均为市售工业级产品。

实施例一

取1份葡萄糖酸钠、1份氨基葡萄糖硫酸钾盐、5份正丙醇和40份水，搅拌混合均匀，得到S1混合物；另取5份三乙醇胺、5份糖蜜(以转换糖量计，其总糖量为40％wt)和60份水，搅拌混合均匀，得到S2混合物；将S1的混合物加至S2的混合物中，搅拌混合均匀，得到本发明的水泥助磨剂。该水泥助磨剂添加到水泥产品的水泥粉磨过程前，该水泥助磨剂和水泥产品的质量比为0.1％～0.2％。

实施例二

取2份葡萄糖酸钠、4份氨基葡萄糖硫酸钾盐、8份乙醇和40份水，搅拌混合均匀，得到S1混合物；另取8份三乙醇胺、10份糖蜜(以转换糖量计，其总糖量为50％wt)和45份水，搅拌混合均匀，得到S2混合物；将S1的混合物加至S2的混合物中，搅拌混合均匀，得到本发明的水泥助磨剂。该水泥助磨剂添加到水泥产品的水泥粉磨过程前，该水泥助磨剂和水泥产品的质量比为0.1％～0.2％。

实施例三

取2份葡萄糖酸钠、5份氨基葡萄糖硫酸钾盐、10份甲醇和30份水，搅拌混合均匀，得到S1混合物；另取10份三乙醇胺、13份糖蜜(以转换糖量计，其总糖量为30％wt)和40份水，搅拌混合均匀，得到S2混合物；将S1的混合物加至S2的混合物中，搅拌混合均匀，得到本发明的水泥助磨剂。该水泥助磨剂添加到水泥产品的水泥粉磨过程前，该水泥助磨剂和水泥产品的质量比为0.1％～0.2％。

实施例四

取4份葡萄糖酸钠、3份氨基葡萄糖硫酸钾盐、7份异丙醇和20份水，搅拌混合均匀，得到S1混合物；另取12份三乙醇胺、18份糖蜜(以转换糖量计，其总糖量为35％wt)和40份水，搅拌混合均匀，得到S2混合物；将S1的混合物加至S2的混合物中，搅拌混合均匀，得到本发明的水泥助磨剂。该水泥助磨剂添加到水泥产品的水泥粉磨过程前，该水泥助磨剂和水泥产品的质量比为0.1％～0.2％。

实施例五

取5份葡萄糖酸钠、5份氨基葡萄糖硫酸钾盐、10份乙醇和20份水，搅拌混合均匀，得到S1混合物；另取15份三乙醇胺、20份糖蜜(以转换糖量计，其总糖量为45％wt)和20份水，搅拌混合均匀，得到S2混合物；将S1的混合物加至S2的混合物中，搅拌混合均匀，得到本发明的水泥助磨剂。该水泥助磨剂添加到水泥产品的水泥粉磨过程前，该水泥助磨剂和水泥产品的质量比为0.1％～0.2％。

实施例六

取2份葡萄糖酸钠、5份氨基葡萄糖硫酸钾盐、10份乙醇、5份聚羧酸减水剂、5份SDS和23份水，搅拌混合均匀，得到S1混合物；另取10份三乙醇胺、10份糖蜜(以转换糖量计，其总糖量为40％wt)和30份水，得到S2混合物；将S1的混合物加至S2的混合物中，搅拌混合均匀，得到本发明的水泥助磨剂。该水泥助磨剂添加到水泥产品的水泥粉磨过程前，该水泥助磨剂和水泥产品的质量比为0.1％～0.2％。

对比例一

按照CN102992686B制备参照样：取15份三乙醇胺、8份乙酸钠、10份硫代硫酸钠、13份氯化钠、8份尿素、6份乙二醇、15份糖蜜、6份木质素和0.5份吐温-80。

分别以空白样(未添加助磨剂)、参照样为对比，以实施例一至实施例六中的助磨剂作为试验样，将其加至水泥的粉磨过程中，对各助磨剂进行性能测试。粉磨水泥品种为P.042.5，水泥物料的成分及其配比见表1和表2。

表1水泥物料的成分及配比(质量配比)

熟料	二水石膏	粉煤灰	矿渣	石灰石
					80％	5％	8％	9％	8％

表2水泥物料的原料的主要化学成分及质量百分比

成分

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

SO3

Loss

熟料

21.5％

6.7％

5.2％

64.5％

2.1％

/

0.0％

二水石膏

18.0％

4.4％

2.3％

32.1％

0.9％

39.4％

2.8％

粉煤灰

42.6％

24.9％

16.4％

3.4％

2.1％

3.4％

7.2％

矿渣

35.6％

14.6％

2.4％

41.2％

3.2％

/

3.0％

石灰石

7.2％

1.9％

0.9％

48.9％

1.4％

/

39.7％

将物料放入φ500×500mm试验磨机中，粉磨30分钟后，测定其细度指标，衡量助磨剂的助磨效果，通过物理性能测定，综合评价助磨剂的其它效果，具体结果见表3和表4。

表3粉磨后得到的水泥的颗粒分布情况

表4粉磨后得到的水泥的物理性能的结果统计

从表3和表4可知，在粉磨后，添加了本发明的助磨剂的水泥的颗粒级配合理，适当降低了水泥的细度，同时能加强粉磨后的水泥的强度，其综合效果较好。

对比例二贮存稳定性试验

将空白样(未添加助磨剂)、参照样为对比，以实施例一至实施例六中的助磨剂作为试验样，将其密封贮存24个月后，将其加至水泥的粉磨过程中，对各助磨剂进行性能测试。粉磨水泥品种为P.042.5，水泥物料的成分及其配比见表1。

将物料放入φ500×500mm试验磨机中，粉磨30分钟后，测定其细度指标，衡量助磨剂的助磨效果，通过物理性能测定，综合评价助磨剂的其它效果，具体结果见表5。

表5贮存24个月后的粉磨后得到的水泥的颗粒分布情况及物理性能的结果统计

从表5可以看出，本发明的助磨剂贮存24个月后，其助磨效果基本不变。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种水泥助磨剂，其特征在于，包括如下重量份的原料：5～15份三乙醇胺、5～20份糖蜜、1～5份葡萄糖酸钠、1～5份氨基葡萄糖硫酸钾盐、5～10份C₁-C₃醇和40～100份水。

2.根据权利要求1所述的水泥助磨剂，其特征在于，所述糖蜜中，以转换糖量计，其总糖量为30％wt～50％wt；所述C₁-C₃醇选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的水泥助磨剂，其特征在于，还包括1～5份聚羧酸减水剂和1～5份SDS。

4.水泥助磨剂，其特征在于，包括如下重量份的原料：10份三乙醇胺、10份糖蜜、2份葡萄糖酸钠、5份氨基葡萄糖硫酸钾盐、10份C₁-C₃醇、5份聚羧酸减水剂、5份SDS和53份水，其中，所述糖蜜中，以转换糖量计，其总糖量为30％wt～50％wt。

5.按照权利要求1所述的水泥助磨剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，取1～5份葡萄糖酸钠、1～5份氨基葡萄糖硫酸钾盐、5～10份C₁-C₃醇和20～40份水，搅拌混合均匀；

S2，取5～15份三乙醇胺、5～20份糖蜜和其余配方份量的水，搅拌混合均匀；

S3，将S1的混合物加至S2的混合物中，搅拌混合均匀。

6.按照权利要求4所述的水泥助磨剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，取2份葡萄糖酸钠、5份氨基葡萄糖硫酸钾盐、10份乙醇、5份聚羧酸减水剂、5份SDS和23份水，搅拌混合均匀；

S2，取10份三乙醇胺、10份糖蜜和30份水，搅拌混合均匀；

S3，将S1的混合物加至S2的混合物中，搅拌混合均匀。

7.按照权利要求1或4所述的水泥助磨剂的应用方法，其特征在于，所述水泥助磨剂添加到水泥产品的水泥粉磨过程前，所述水泥助磨剂和水泥产品的质量比为0.1％～0.2％。