CN106927714A - 一种水泥添加剂及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水泥添加剂及制备方法，所述添加剂包括如下组分：石膏、粉煤灰、氯化钙、碳酸镁、硫酸钠、滑石粉、凹凸棒土、乙二醇、淀粉、聚丙烯纤维、纤维素醚、硅藻土、松香皂。制备方法包括：先制备膏状凹凸棒石粘；称取乙二醇、淀粉、聚丙烯纤维和纤维素醚置于容器中，反应后加入膏状凹凸棒石粘土，混合搅拌均匀，得混合物a1；再分别称取剩余无机物组分并置于球磨机中研磨2~5h，得混合物a2；将混合物a1、混合物a2和松香皂混合搅拌均匀，即得所述水泥添加剂。本发明所述的水泥添加剂能够使得水泥具有较好的防水、耐寒、防开裂、高强度的特点，其本身还具有性能稳定、成本较低、制备简单的特点，具有较好的应用价值。

Description

一种水泥添加剂及制备方法
技术领域
本发明涉及水泥生产技术领域，具体涉及一种水泥添加剂及制备方法。
背景技术
水泥添加剂指水泥应用过程中，为改善或实现各种特性进行添加的助剂，例如快干或增强，例如减水剂，减少含水量，例如缓凝剂缓凝。水泥添加剂是国外的称谓，在国内水泥添加剂和水泥外加剂均指水泥助磨剂。水泥添加剂是一种改善水泥粉磨效果和性能的化学添加剂，可以显著提高水泥磨台时产量和水泥各龄期强度。水泥添加剂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，减少过粉磨现象。水泥添加剂也能显著改善水泥流动性，提高磨机的研磨效率和选粉机的选粉效率，从而降低粉磨能耗。作为一种化学激发剂，水泥添加剂能改善水泥颗粒分布并激发各混合材的水化活性，从而提高水泥早期强度和后期强度。而现有的水泥添加剂一般分由有机物或无机物组成，无机物添加剂的组分成分复杂，成本较高，在保存不利的情况下易于破乳，甚至导致材料失效；而有机物添加剂反应复杂并缓慢，水泥粉磨电耗大，对提高水泥的品质有所欠缺。
因此，研究开发一种既能有效改善水泥性能，又具有性能稳定、成本低的水泥添加剂具有重要意义。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种水泥添加剂及制备方法，所述水泥添加剂不仅能够使得水泥具有较好的防水、耐寒、防开裂、高强度的特点，还具有性能稳定、成本较低的特点，具有较好的应用价值。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明涉及一种水泥添加剂，包括如下重量份的各原料：石膏20~30份、粉煤灰7~15份、氯化钙5~12份、碳酸镁6~15份、硫酸钠3~10份、滑石粉5~15份、凹凸棒土10~20份、乙二醇6~13份、淀粉3~12份、聚丙烯纤维5~10份、纤维素醚3~8份、硅藻土6~10份、松香皂2~6份。
优选地，所述石膏26份、粉煤灰12份、氯化钙10份、碳酸镁9份、硫酸钠8份、滑石粉10份、凹凸棒土16份、乙二醇10份、淀粉8份、聚丙烯纤维7份、纤维素醚5份、硅藻土7份、松香皂3份。
优选地，所述凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、改性后与水混合得到的混合物。
本发明还涉及一种制备水泥添加剂的方法，包括如下步骤：
（1）称取天然凹凸棒石粘土，粉碎后加入到容器中，加水搅拌均匀，然后置于超声波中超声10~20min，取上层悬浊液，置于离心机中离心10~20min，过滤得滤饼，将得到的滤饼与水混合，调节两者比例，使得含水量为30%~50%，得到膏状凹凸棒石粘土，备用；
（2）按照配比称取乙二醇、淀粉、聚丙烯纤维和纤维素醚置于容器中，于40~60℃条件下搅拌反应0.5~2h，然后加入膏状凹凸棒石粘土，混合搅拌均匀，于超声波中超声10~30min，得混合物a1；
（3）按照配比分别称取石膏、粉煤灰、氯化钙、碳酸镁、硫酸钠、滑石粉、硅藻土粉碎并置于球磨机中研磨2~5h，得混合物a2；
（4）将混合物a1、混合物a2和松香皂混合搅拌均匀，即得所述水泥添加剂。
优选地，所述步骤（1）中粉碎至粒径为100~200目。
优选地，所述步骤（1）中制备悬浊液时加入水的量为凹凸棒石粘土重量的10~20倍。
优选地，所述步骤（3）中研磨过程中加入适量水，其中水的量与加入的固体质量比为1:1。
优选地，所述步骤（3）中球磨机研磨至粒径为0.08~0.2mm。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明所述的水泥添加剂，不仅能够使得水泥具有较好的防水、耐寒、防开裂、高强度的特点，其本身还具有性能稳定、成本较低、使用方便、制备简单的特点，具有较好的应用价值。
（2）本发明所述的水泥添加剂中添加有膏状凹凸棒粘土，具有较好的粘性和可塑性，乳化率较高，节省了乳化生产过程，降低了生产成本，有利于原料之间的乳化和粘结，应用到水泥生产中能够大大增加水泥的粘结性能、抗剥落性能和防水效果。由于凹凸棒土还具有较好的悬浮性、流平性及增稠性，因此，还可以代替原有的悬浮剂、增稠剂及稳定剂，大大降低了原料消耗及原料成本。此外，由于凹凸棒石粘土为纯天然物质，化学惰性，无污染，抑制微生物生长，吸收有毒挥发成分，绿色环保。
（3）本发明所述水泥添加剂中添加有聚丙烯纤维和纤维素醚，不仅使得使用水泥添加剂的水泥具有较好的高低温性能、较好的粘附性能、较好的力学强度，还能够使得其具有较好的低温抗裂性能，有效避免了由于水泥开裂导致的建筑物裂缝、倒塌等现象发生。
（4）本发明所述水泥添加剂中添加有钠盐和氯化钙，能够加速水泥的早期水化，降低冰点，具有低温、早强和较好的抗冻能力，能够有效避免寒冷的冬季使用水泥时造成的水泥结冰，从而导致建筑不牢固的现象发生，提高了建筑安全性。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，例如Sambrook等分子克隆：实验室手册（New York:Cold Spring Harbor Laboratory Press,1989）中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件
实施例1：
本发明优选实施例的一种水泥添加剂及制备方法；
所述水泥添加剂，由如下重量份数的各原料制备而成：
石膏30份、粉煤灰15份、氯化钙12份、碳酸镁15份、硫酸钠10份、滑石粉15份、凹凸棒土20份、乙二醇13份、淀粉12份、聚丙烯纤维10份、纤维素醚8份、硅藻土10份、松香皂6份。
所述凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、改性后与水混合得到的混合物。
本发明所述水泥添加剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）称取天然凹凸棒石粘土，粉碎至粒径为100~200目，然后加入到容器中，加水搅拌均匀，然后置于超声波中超声20min，取上层悬浊液，置于离心机中离心20min，过滤得滤饼，其中，加入水的量为凹凸棒石粘土重量的20倍；
将得到的滤饼与水混合，调节两者比例，使得含水量为50%，得到膏状凹凸棒石粘土，备用；
（2）按照配比称取乙二醇、淀粉、聚丙烯纤维和纤维素醚置于容器中，于40~60℃条件下搅拌反应2h，然后加入膏状凹凸棒石粘土，混合搅拌均匀，于超声波中超声30min，得混合物a1；
（3）按照配比分别称取石膏、粉煤灰、氯化钙、碳酸镁、硫酸钠、滑石粉、硅藻土粉碎并置于球磨机中研磨5h，得混合物a2；
（4）将混合物a1、混合物a2和松香皂混合搅拌均匀，即得所述水泥添加剂。
步骤（3）中研磨过程中加入适量水，其中水的量与加入的固体质量比为1:1。
步骤（3）中球磨机研磨至粒径为0.08~0.2mm。
实施例2：
本发明优选实施例的一种水泥添加剂及制备方法；
所述水泥添加剂，由如下重量份数的各原料制备而成：
石膏26份、粉煤灰12份、氯化钙10份、碳酸镁9份、硫酸钠8份、滑石粉10份、凹凸棒土16份、乙二醇10份、淀粉8份、聚丙烯纤维7份、纤维素醚5份、硅藻土7份、松香皂3份。
所述凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、改性后与水混合得到的混合物。
所述水泥添加剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）称取天然凹凸棒石粘土，粉碎至粒径为100~200目，然后加入到容器中，加水搅拌均匀，然后置于超声波中超声15 min，取上层悬浊液，置于离心机中离心15min，过滤得滤饼，其中，加入水的量为凹凸棒石粘土重量的12倍；
将得到的滤饼与水混合，调节两者比例，使得含水量为40%，得到膏状凹凸棒石粘土，备用；
（2）按照配比称取乙二醇、淀粉、聚丙烯纤维和纤维素醚置于容器中，于40~60℃条件下搅拌反应1.5 h，然后加入膏状凹凸棒石粘土，混合搅拌均匀，于超声波中超声20min，得混合物a1；
（3）按照配比分别称取石膏、粉煤灰、氯化钙、碳酸镁、硫酸钠、滑石粉、硅藻土粉碎并置于球磨机中研磨3h，得混合物a2；
（4）将混合物a1、混合物a2和松香皂混合搅拌均匀，即得所述水泥添加剂。
步骤（3）中研磨过程中加入适量水，其中水的量与加入的固体质量比为1:1。
步骤（3）中球磨机研磨至粒径为0.08~0.2mm。
实施例3：
本发明优选实施例的一种水泥添加剂及制备方法；
所述水泥添加剂，由如下重量份数的各原料制备而成：
石膏20份、粉煤灰7份、氯化钙5份、碳酸镁6份、硫酸钠3份、滑石粉5份、凹凸棒土10份、乙二醇6份、淀粉3份、聚丙烯纤维5份、纤维素醚3份、硅藻土6份、松香皂2份。
所述凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、改性后与水混合得到的混合物。
所述水泥添加剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）称取天然凹凸棒石粘土，粉碎至粒径为100~200目，然后加入到容器中，加水搅拌均匀，然后置于超声波中超声10 min，取上层悬浊液，置于离心机中离心10 min，过滤得滤饼，其中，加入水的量为凹凸棒石粘土重量的10倍；
将得到的滤饼与水混合，调节两者比例，使得含水量为30%，得到膏状凹凸棒石粘土，备用；
（2）按照配比称取乙二醇、淀粉、聚丙烯纤维和纤维素醚置于容器中，于40~60℃条件下搅拌反应0.5h，然后加入膏状凹凸棒石粘土，混合搅拌均匀，于超声波中超声10min，得混合物a1；
（3）按照配比分别称取石膏、粉煤灰、氯化钙、碳酸镁、硫酸钠、滑石粉、硅藻土粉碎并置于球磨机中研磨2h，得混合物a2；
（4）将混合物a1、混合物a2和松香皂混合搅拌均匀，即得所述水泥添加剂。
步骤（3）中研磨过程中加入适量水，其中水的量与加入的固体质量比为1:1。
步骤（3）中球磨机研磨至粒径为0.08~0.2mm。
对比例：
将实施例1~3制备得到的水泥添加剂加入水泥中，按照GB175-2007《通用硅酸盐水泥》取52.5等级强度对水泥性能进行测试，结果如下：
其中，防水性能检测方法为：将水泥添加剂添加至水泥中，制备得到大小相同的版块各3块，然后将各板块置于相同的环境中用自来水连续冲洗40d后，观察各板材的表面状况。
对照组采用未添加水泥添加剂的水泥。
由上表格可以看出，添加有水泥添加剂的水泥产品的强度及耐水性能大大增强，从而能够大大延长水泥及建筑物的使用寿命，避免由于水泥性能不佳导致的建筑物不牢固，不仅降低了建筑成本，还提高了建筑安全性，为人们的生活起居提供了安全的场所，具有较好的使用价值。
综上所述，本发明所述的水泥添加剂，不仅能够使得水泥具有较好的防水、耐寒、防开裂、高强度的特点，其本身还具有性能稳定、成本较低、使用方便、制备简单的特点，具有较好的应用价值。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种水泥添加剂，其特征在于：包括如下重量份的各原料：石膏20~30份、粉煤灰7~15份、氯化钙5~12份、碳酸镁6~15份、硫酸钠3~10份、滑石粉5~15份、凹凸棒土10~20份、乙二醇6~13份、淀粉3~12份、聚丙烯纤维5~10份、纤维素醚3~8份、硅藻土6~10份、松香皂2~6份。
2.根据权利要求1所述的水泥添加剂，其特征在于：所述石膏26份、粉煤灰12份、氯化钙10份、碳酸镁9份、硫酸钠8份、滑石粉10份、凹凸棒土16份、乙二醇10份、淀粉8份、聚丙烯纤维7份、纤维素醚5份、硅藻土7份、松香皂3份。
3.根据权利要求1所述的水泥添加剂，其特征在于：所述凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、改性后与水混合得到的混合物。
4.一种制备如权利要求1~3任一项所述的水泥添加剂的方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）称取天然凹凸棒石粘土，粉碎后加入到容器中，加水搅拌均匀，然后置于超声波中超声10~20min，取上层悬浊液，置于离心机中离心10~20min，过滤得滤饼，将得到的滤饼与水混合，调节两者比例，使得含水量为30%~50%，得到膏状凹凸棒石粘土，备用；
（2）按照配比称取乙二醇、淀粉、聚丙烯纤维和纤维素醚置于容器中，于40~60℃条件下搅拌反应0.5~2h，然后加入膏状凹凸棒石粘土，混合搅拌均匀，于超声波中超声10~30min，得混合物a1；
（3）按照配比分别称取石膏、粉煤灰、氯化钙、碳酸镁、硫酸钠、滑石粉、硅藻土粉碎并置于球磨机中研磨2~5h，得混合物a2；
（4）将混合物a1、混合物a2和松香皂混合搅拌均匀，即得所述水泥添加剂。
5.根据权利要求4所述的水泥添加剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中粉碎至粒径为100~200目。
6.根据权利要求4所述的水泥添加剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中制备悬浊液时加入水的量为凹凸棒石粘土重量的10~20倍。
7.根据权利要求4所述的水泥添加剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中研磨过程中加入适量水，其中水的量与加入的固体质量比为1:1。
8.根据权利要求4所述的水泥添加剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中球磨机研磨至粒径为0.08~0.2mm。
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