CN106277892B - 一种水泥助磨剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水泥助磨剂的制备方法,属于水泥外加剂制备技术领域。本发明首先取鸡蛋蛋清用水稀释后,加入氯化钠沉淀,经离心分离后将沉淀用缓冲溶液溶解,经透析处理,冷冻干燥后得到蛋白粉,再将其置于超高压环境下,使蛋白分子肽链逐步伸展,内部疏水基团暴露,同时极性侧链基团水合作用增强,使两者达到平衡,再将处理后的蛋白粉用碱性蛋白酶酶解,进一步提升产物的起泡性能,最终经真空冷冻干燥得到水泥助磨剂粉末,本发明工艺简便,原料易得,有效降低了生产成本,使用过程中掺量小,制得的水泥助磨剂具有优异助磨性能,能大大增强水泥强度,促进水泥工业节能减排,完全能满足市场需求。

Description

一种水泥助磨剂的制备方法
技术领域
本发明公开了一种水泥助磨剂的制备方法,属于水泥外加剂制备技术领域。
背景技术
水泥是目前使用最广泛的基础材料之一,其产消量巨大,而水泥工业作为高污染、高耗能行业其节能降耗备受关注。水泥生产可简单概述为两磨一烧,即生料粉磨、煅烧、水泥粉磨。其中,水泥粉磨是水泥生产过程中能量利用率较低的工艺流程之一,这主要是由于当水泥颗粒粒径降低到微、纳米级后,耐磨性能和团聚趋势显著增强,而随着水泥颗粒的不断粉磨,这种趋势和作用就越加明显。因此,需要人为的外加因素来破坏这种团聚、黏附的趋势,从而使水泥颗粒更加容易粉磨至相关标准规定的要求。研究和实践证明,在水泥粉磨过程中加入少量的助磨剂可以缓解细颗粒团聚趋势,有效降低粉磨能耗,改善颗粒粉磨流动性。
水泥助磨剂是一种改善水泥粉磨效果和性能的化学添加剂,可以显著提高水泥台时产量、各龄期水泥强度,改善其流动性。水泥助磨剂还能大幅度降低粉磨过程中形成的静电吸附包球现象,并可以降低粉磨过程中形成的超细颗粒的再次聚结趋势。使用助磨剂生产的水泥具有较低的压实聚结趋势,从而有利于水泥的装卸,并可减少水泥库的挂壁现象。作为一种化学添加剂,助磨剂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。
然而,现有技术制备的水泥助磨剂对提高水泥强度的作用不大,助磨效果不佳,且使用时掺量大,导致成本过高,严重制约了水泥助磨剂的推广和应用。
发明内容
本发明主要解决的技术问题:针对目前的水泥助磨剂对提高水泥强度的作用不大,助磨效果不佳,且使用时掺量大,导致成本过高的问题,提供一种水泥助磨剂的制备方法,该方法首先取鸡蛋蛋清用水稀释后,加入氯化钠沉淀,经离心分离后将沉淀用缓冲溶液溶解,经透析处理,冷冻干燥后得到蛋白粉,再将其置于超高压环境下,使蛋白分子肽链逐步伸展,内部疏水基团暴露,同时极性侧链基团水合作用增强,使两者达到平衡,再将处理后的蛋白粉用碱性蛋白酶酶解,进一步提升产物的起泡性能,最终经真空冷冻干燥得到水泥助磨剂粉末,本发明工艺简便,原料易得,有效降低了生产成本,使用过程中掺量小,制得的水泥助磨剂具有优异助磨性能,能大大增强水泥强度,促进水泥工业节能减排,完全能满足市场需求。
为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
(1)取新鲜鸡蛋8~10个,经人工分离蛋清和蛋黄,量取120~160mL蛋清,加入盛有60~80mL去离子水的烧杯中,再将烧杯置于水浴磁力搅拌器中,于温度为25~30℃,转速为400~600r/min条件下,恒温搅拌10~15min,再加入80~100g氯化钠,继续恒温搅拌反应1~2h;
(2)待反应结束,将烧杯中物料倒入离心机中,以10000~12000r/min转速离心分离15~20min,弃去上层清液,将下层沉淀物转入烧杯中,在玻璃棒搅拌状态下加入pH为9的Tris-HCl缓冲溶液,直至沉淀物完全溶解,再将其转入透析袋中,再将透析袋置于去离子水中,于温度为4~6℃条件下,透析18~24h,每隔2~4h更换一次去离子水,待透析结束,将透析袋内透析液置于真空冷冻干燥箱中,于温度为-60~-50℃条件下,干燥处理16~18h,得蛋白粉;
(3)称取20~40g上述所得蛋白粉,用聚乙烯塑料袋真空封装,再将聚乙烯塑料带置于盛有2~3L去离子水的耐压不锈钢容器中,随后于温度为25~30℃条件下,以80~100MPa/min速率逐步升压至280~300MPa,保压处理15~20min,再以180~200MPa/min速率泄压至常压;
(4)待泄压结束,将聚乙烯塑料袋中的蛋白粉倒入盛有200~300mL去离子水的烧杯中,滴加质量分数为4~6%氢氧化钠溶液调节pH至8.8~9.0,再加入0.08~0.10g碱性蛋白酶,随后将烧杯转入水浴磁力搅拌器中,于温度为40~45℃,转速为300~500r/min条件下,恒温搅拌反应30~40min,随后加热升温至80~85℃,灭酶处理8~10min;
(5)待灭酶处理结束,将烧杯中物料转入真空冷冻干燥器中,于温度为-45~-40℃条件下,冷冻干燥20~24h,即得水泥助磨剂粉末。
本发明的应用方法是:在进行水泥粉磨过程中,将水泥用量的0.01~0.015%本发明的水泥助磨剂加入水泥中进行助磨即可。经检测,添加本发明助磨剂后粉磨出的水泥细度变细,助磨效果好,并能有效提高水泥强度,在水泥浇筑硬化后3~15天,水泥抗压强度可增加7~9Mpa。
本发明的有益效果是:
(1)本发明制得的水泥助磨剂不仅具有良好的助磨作用,还具有优异的增强作用,能提高水泥的强度,改善水泥的易磨性;
(2)本发明原料易得,使用时掺量小,有效节约了成本,且本发明助磨剂为粉状,便于包装、运输和使用,具有显著的经济效益和社会效益。
具体实施方式
首先取新鲜鸡蛋8~10个,经人工分离蛋清和蛋黄,量取120~160mL蛋清,加入盛有60~80mL去离子水的烧杯中,再将烧杯置于水浴磁力搅拌器中,于温度为25~30℃,转速为400~600r/min条件下,恒温搅拌10~15min,再加入80~100g氯化钠,继续恒温搅拌反应1~2h;待反应结束,将烧杯中物料倒入离心机中,以10000~12000r/min转速离心分离15~20min,弃去上层清液,将下层沉淀物转入烧杯中,在玻璃棒搅拌状态下加入pH为9的Tris-HCl缓冲溶液,直至沉淀物完全溶解,再将其转入透析袋中,再将透析袋置于去离子水中,于温度为4~6℃条件下,透析18~24h,每隔2~4h更换一次去离子水,待透析结束,将透析袋内透析液置于真空冷冻干燥箱中,于温度为-60~-50℃条件下,干燥处理16~18h,得蛋白粉;随后称取20~40g上述所得蛋白粉,用聚乙烯塑料袋真空封装,再将聚乙烯塑料带置于盛有2~3L去离子水的耐压不锈钢容器中,随后于温度为25~30℃条件下,以80~100MPa/min速率逐步升压至280~300MPa,保压处理15~20min,再以180~200MPa/min速率泄压至常压;待泄压结束,将聚乙烯塑料袋中的蛋白粉倒入盛有200~300mL去离子水的烧杯中,滴加质量分数为4~6%氢氧化钠溶液调节pH至8.8~9.0,再加入0.08~0.10g碱性蛋白酶,随后将烧杯转入水浴磁力搅拌器中,于温度为40~45℃,转速为300~500r/min条件下,恒温搅拌反应30~40min,随后加热升温至80~85℃,灭酶处理8~10min;待灭酶处理结束,将烧杯中物料转入真空冷冻干燥器中,于温度为-45~-40℃条件下,冷冻干燥20~24h,即得水泥助磨剂粉末。
实例1
首先取新鲜鸡蛋8个,经人工分离蛋清和蛋黄,量取120mL蛋清,加入盛有60mL去离子水的烧杯中,再将烧杯置于水浴磁力搅拌器中,于温度为25℃,转速为400r/min条件下,恒温搅拌10min,再加入80g氯化钠,继续恒温搅拌反应1h;待反应结束,将烧杯中物料倒入离心机中,以10000r/min转速离心分离15min,弃去上层清液,将下层沉淀物转入烧杯中,在玻璃棒搅拌状态下加入pH为9的Tris-HCl缓冲溶液,直至沉淀物完全溶解,再将其转入透析袋中,再将透析袋置于去离子水中,于温度为4℃条件下,透析18h,每隔2h更换一次去离子水,待透析结束,将透析袋内透析液置于真空冷冻干燥箱中,于温度为-60℃条件下,干燥处理16h,得蛋白粉;随后称取20g上述所得蛋白粉,用聚乙烯塑料袋真空封装,再将聚乙烯塑料带置于盛有2L去离子水的耐压不锈钢容器中,随后于温度为25℃条件下,以80MPa/min速率逐步升压至280MPa,保压处理15min,再以180MPa/min速率泄压至常压;待泄压结束,将聚乙烯塑料袋中的蛋白粉倒入盛有200mL去离子水的烧杯中,滴加质量分数为4%氢氧化钠溶液调节pH至8.8,再加入0.08g碱性蛋白酶,随后将烧杯转入水浴磁力搅拌器中,于温度为40℃,转速为300r/min条件下,恒温搅拌反应30min,随后加热升温至80℃,灭酶处理8min;待灭酶处理结束,将烧杯中物料转入真空冷冻干燥器中,于温度为-45℃条件下,冷冻干燥20h,即得水泥助磨剂粉末。
本实例操作简便,在进行水泥粉末过程中,将水泥用量的0.01%本发明的水泥助磨剂加入水泥中进行助磨即可。经检测,添加本发明助磨剂后粉磨出的水泥细度变细,助磨效果好,并能有效提高水泥强度,在水泥浇筑硬化后3天,水泥抗压强度可增加7Mpa。
实例2
首先取新鲜鸡蛋9个,经人工分离蛋清和蛋黄,量取140mL蛋清,加入盛有70mL去离子水的烧杯中,再将烧杯置于水浴磁力搅拌器中,于温度为28℃,转速为500r/min条件下,恒温搅拌13min,再加入90g氯化钠,继续恒温搅拌反应1.5h;待反应结束,将烧杯中物料倒入离心机中,以11000r/min转速离心分离18min,弃去上层清液,将下层沉淀物转入烧杯中,在玻璃棒搅拌状态下加入pH为9的Tris-HCl缓冲溶液,直至沉淀物完全溶解,再将其转入透析袋中,再将透析袋置于去离子水中,于温度为5℃条件下,透析21h,每隔3h更换一次去离子水,待透析结束,将透析袋内透析液置于真空冷冻干燥箱中,于温度为-55℃条件下,干燥处理17h,得蛋白粉;随后称取30g上述所得蛋白粉,用聚乙烯塑料袋真空封装,再将聚乙烯塑料带置于盛有2.5L去离子水的耐压不锈钢容器中,随后于温度为28℃条件下,以90MPa/min速率逐步升压至290MPa,保压处理18min,再以190MPa/min速率泄压至常压;待泄压结束,将聚乙烯塑料袋中的蛋白粉倒入盛有250mL去离子水的烧杯中,滴加质量分数为5%氢氧化钠溶液调节pH至8.9,再加入0.09g碱性蛋白酶,随后将烧杯转入水浴磁力搅拌器中,于温度为43℃,转速为400r/min条件下,恒温搅拌反应35min,随后加热升温至83℃,灭酶处理9min;待灭酶处理结束,将烧杯中物料转入真空冷冻干燥器中,于温度为-43℃条件下,冷冻干燥22h,即得水泥助磨剂粉末。
本实例操作简便,在进行水泥粉末过程中,将水泥用量的0.013%本发明的水泥助磨剂加入水泥中进行助磨即可。经检测,添加本发明助磨剂后粉磨出的水泥细度变细,助磨效果好,并能有效提高水泥强度,在水泥浇筑硬化后9天,水泥抗压强度可增加8Mpa。
实例3
首先取新鲜鸡蛋10个,经人工分离蛋清和蛋黄,量取160mL蛋清,加入盛有80mL去离子水的烧杯中,再将烧杯置于水浴磁力搅拌器中,于温度为30℃,转速为600r/min条件下,恒温搅拌15min,再加入100g氯化钠,继续恒温搅拌反应2h;待反应结束,将烧杯中物料倒入离心机中,以12000r/min转速离心分离20min,弃去上层清液,将下层沉淀物转入烧杯中,在玻璃棒搅拌状态下加入pH为9的Tris-HCl缓冲溶液,直至沉淀物完全溶解,再将其转入透析袋中,再将透析袋置于去离子水中,于温度为6℃条件下,透析24h,每隔4h更换一次去离子水,待透析结束,将透析袋内透析液置于真空冷冻干燥箱中,于温度为-50℃条件下,干燥处理18h,得蛋白粉;随后称取40g上述所得蛋白粉,用聚乙烯塑料袋真空封装,再将聚乙烯塑料带置于盛有3L去离子水的耐压不锈钢容器中,随后于温度为30℃条件下,以100MPa/min速率逐步升压至300MPa,保压处理20min,再以200MPa/min速率泄压至常压;待泄压结束,将聚乙烯塑料袋中的蛋白粉倒入盛有300mL去离子水的烧杯中,滴加质量分数为6%氢氧化钠溶液调节pH至9.0,再加入0.10g碱性蛋白酶,随后将烧杯转入水浴磁力搅拌器中,于温度为45℃,转速为500r/min条件下,恒温搅拌反应40min,随后加热升温至85℃,灭酶处理10min;待灭酶处理结束,将烧杯中物料转入真空冷冻干燥器中,于温度为-40℃条件下,冷冻干燥24h,即得水泥助磨剂粉末。
本实例操作简便,在进行水泥粉末过程中,将水泥用量的0.015%本发明的水泥助磨剂加入水泥中进行助磨即可。经检测,添加本发明助磨剂后粉磨出的水泥细度变细,助磨效果好,并能有效提高水泥强度,在水泥浇筑硬化后15天,水泥抗压强度可增加9Mpa。

Claims (1)

1.一种水泥助磨剂的制备方法,其特征在于具体制备步骤为:
(1)取新鲜鸡蛋8~10个,经人工分离蛋清和蛋黄,量取120~160mL蛋清,加入盛有60~80mL去离子水的烧杯中,再将烧杯置于水浴磁力搅拌器中,于温度为25~30℃,转速为400~600r/min条件下,恒温搅拌10~15min,再加入80~100g氯化钠,继续恒温搅拌反应1~2h;
(2)待反应结束,将烧杯中物料倒入离心机中,以10000~12000r/min转速离心分离15~20min,弃去上层清液,将下层沉淀物转入烧杯中,在玻璃棒搅拌状态下加入pH为9的Tris-HCl缓冲溶液,直至沉淀物完全溶解,再将其转入透析袋中,再将透析袋置于去离子水中,于温度为4~6℃条件下,透析18~24h,每隔2~4h更换一次去离子水,待透析结束,将透析袋内透析液置于真空冷冻干燥箱中,于温度为-60~-50℃条件下,干燥处理16~18h,得蛋白粉;
(3)称取20~40g上述所得蛋白粉,用聚乙烯塑料袋真空封装,再将聚乙烯塑料带置于盛有2~3L去离子水的耐压不锈钢容器中,随后于温度为25~30℃条件下,以80~100MPa/min速率逐步升压至280~300MPa,保压处理15~20min,再以180~200MPa/min速率泄压至常压;
(4)待泄压结束,将聚乙烯塑料袋中的蛋白粉倒入盛有200~300mL去离子水的烧杯中,滴加质量分数为4~6%氢氧化钠溶液调节pH至8.8~9.0,再加入0.08~0.10g碱性蛋白酶,随后将烧杯转入水浴磁力搅拌器中,于温度为40~45℃,转速为300~500r/min条件下,恒温搅拌反应30~40min,随后加热升温至80~85℃,灭酶处理8~10min;
(5)待灭酶处理结束,将烧杯中物料转入真空冷冻干燥器中,于温度为-45~-40℃条件下,冷冻干燥20~24h,即得水泥助磨剂粉末。
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