CN107200501A - 添加剂及其在水泥或混凝土中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑材料领域，公开了一种添加剂及其在水泥或混凝土中的应用，该添加剂包括如下重量份的组分：二乙醇单异丙醇胺1‑99份，醇胺7‑50份，多元醇6‑20份，糖蜜9‑15份，饱和脂肪酸2‑5份。与现有技术相比，本发明利用对二乙醇单异丙醇胺进行改性，形成了具有胺基、羟基、酯基和羧基的化合物，在粉磨过程中，胺基使粉体具有静电斥力，羟基吸附在粉体颗粒表面，分子结构中的胺基、酯基和羧基还可以与水泥和混凝土中的金属离子Fe2+、Ca2+等发生螯合作用，多重作用效果大大提高了助磨效果和水泥磨台时产量，改善水泥流动性，降低能耗，加快凝结时间。

Description

添加剂及其在水泥或混凝土中的应用
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，特别涉及一种添加剂及其在水泥或混凝土中的应用。
背景技术
粉磨水泥是一个高能耗、低效率的过程，其中70％以上的能量被浪费掉，所以节能减排发展低碳经济是水泥及混凝土行业迫切要解决的问题。为降低能耗、提高粉磨效率，通常采取以下两个方面的措施：一、改善粉磨设备和粉磨工艺以最大限度的利用机械能；二、在水泥粉磨过程中加入添加剂来提高粉磨效率。其中第二种措施是当前水泥及混凝土生产领域的研究重点。在欧美、日本等发达国家，添加剂的使用已经相当普遍，而我们还处于刚刚起步的阶段，添加剂在使用过程的不足逐渐显现出来，如氯盐给水泥和混凝土的耐久性带来很大的安全隐患；添加剂质量不稳定，掺量大，从而导致水泥质量波动等。
研制一种水泥和混凝土添加剂，不仅能节能减排，而且能提高水泥和混凝土的抗折强度及抗压强度，是亟待解决的技术问题。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种添加剂及其在水泥或混凝土中的应用，该添加剂能够有效提高水泥和混凝土的粉磨效率，降低能源消耗，同时显著提高水泥和混凝土的抗压强度及抗折强度。
技术方案：本发明提供了一种添加剂，包括如下重量份的组分：二乙醇单异丙醇胺1-99 份，醇胺7-50份，多元醇6-20份，糖蜜9-15份，饱和脂肪酸2-5份。
优选地，二乙醇单异丙醇胺30-45份，醇胺37-51份，多元醇7-10份，糖蜜9～15份，饱和脂肪酸2-5份。
进一步优选，二乙醇单异丙醇胺45份，醇胺37份，多元醇10份，糖蜜12份，饱和脂肪酸5份。
优选地，所述醇胺为以下任意一种或其组合：三乙醇胺、二乙醇胺、乙醇胺、三异丙醇胺、四羟乙基乙二胺。
优选地，所述多元醇为以下任意一种或其组合：乙二醇、二甘醇、三乙二醇、丙二醇、 2,2-二羟甲基丁醇、1，2-丙二醇、聚多元醇。
优选地，所述饱和脂肪酸为以下任意一种或其组合：正辛酸、棕榈酸、癸酸、月桂酸、豆蔻酸、醋酸、软脂酸、硬脂酸。
本发明同时还提供了上述添加剂在水泥或混凝土中的应用。
优选地，所述添加剂在所述水泥或混凝土中的掺和量为的0.001-0.5％。
有益效果：利用对二乙醇单异丙醇胺进行改性，形成了具有胺基、羟基、酯基(由二乙醇单异丙醇胺、醇胺或多元醇与饱和脂肪酸反应形成)和羧基的化合物，在粉磨过程中，胺基使粉体具有静电斥力，羟基吸附在粉体颗粒表面，分子结构中的胺基、酯基和羧基还可以与水泥和混凝土中的金属离子Fe2+、Ca2+等发生螯合作用，多重作用效果大大提高了助磨效果,有效提高水泥磨台时产量，改善水泥流动性，降低能耗，加快凝结时间，提高水泥和混凝土的综合性能；醇胺能提高水泥的早期或后期强度；糖蜜是多羟基有机物，能有效改善水泥质量，如减少水泥需水量，改善水泥颗粒的孔径结构，提高水泥的质量；防止减少水泥用量之后混凝土减水剂超掺引起的离析、泌水、板结现象，混凝土强度和耐久性能得到提高。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的介绍。
实施方式1
取二乙醇单异丙醇胺35份、醇胺37份、多元醇10份、糖蜜9份饱和脂肪酸4份，在零下15摄氏度至零上45摄氏度环境温度下混合均匀得本实施方式中的添加剂。
实施方式2
取二乙醇单异丙醇胺30份、醇胺44份、多元醇7份、糖蜜10份饱和脂肪酸2份，在零下15摄氏度至零上45摄氏度环境温度下混合均匀得本实施方式中的添加剂。
添加剂的制备方法同实施方式1。
实施方式3
取二乙醇单异丙醇胺40份、醇胺44份、多元醇9份、糖蜜14份和饱和脂肪酸5份，在零下15摄氏度至零上45摄氏度环境温度下混合均匀得本实施方式中的添加剂。
实施方式4
取二乙醇单异丙醇胺30份、四羟乙基乙二胺(THEED)51份、多元醇9份、糖蜜11份、饱和脂肪酸3份，在零下15摄氏度至零上45摄氏度环境温度下混合均匀得本实施方式中的添加剂。
实施方式5
取二乙醇单异丙醇胺45份、乙醇胺37份、多元醇10份、糖蜜12份和饱和脂肪酸5份，在零下15摄氏度至零上45摄氏度环境温度下混合均匀得本实施方式中的添加剂。
实施方式6
取二乙醇单异丙醇胺40份、乙醇胺40份、多元醇8份、糖蜜15份和饱和脂肪酸3份，在零下15摄氏度至零上45摄氏度环境温度下混合均匀得本实施方式中的添加剂。
将上述各实施方式中的添加剂分别加入水泥和混凝土中搅拌均匀，得到添加了本发明中添加剂的水泥或混凝土。其中，水泥成分为：65％的熟料、30％的混合材(粉煤灰和石灰石) 和5％的石膏；混凝土成分为：25％的水泥，20％的水，35％的细沙，20％的石子。
依据GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》中记载的方法测试水泥胶砂强度；采用DBT-127型勃氏透气比表面积仪检测勃氏比表面积。
依据GB1346-2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》中记载的方法检测水泥的标准稠度用水量、凝结时间，结果如表1。
表1加入实施例1至实施例6的添加剂后的水泥性能测试结果
通过表1可以看出，添加了添加剂后的水泥比没有添加添加剂的水泥的3天抗折强度提高3-5MPa，28天抗折强度提高5-8Mpa；3天抗压强度提高3-6MPa，28天抗压强度提高5-9Mpa；比表面积提高58-78cm2/kg；初凝时间缩短36-76min；终凝时间缩短41-59min；标准稠度需水量最多减少0.3％。
依据GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行混凝土抗压强度试验，结果如表2。
表2加入实施例1至实施例6的添加剂后的混凝土强度测试
通过表2可以看出，添加了添加剂后的混凝土比没有添加添加剂的混凝土的3天抗压强度提高2-4MPa，7天抗压强度提高3-5MPa，28天抗压强度提高3-6MPa，56天抗压强度提高 3-6MPa。
综上可知，本发明的添加剂具有良好的助磨增强效果，可提高产量，并能有效提高水泥及混凝土强度，在工艺条件保持相同的情况下，水泥的3天抗压强度最高提高3-6MPa，28 天抗压强度最高提高5-9MPa，3天抗折强度最高提高3-5Mpa，28抗折强度最高提高5-8MPa；混凝土的3天抗压强度提高2-4MPa，7天抗压强度提高3-5MPa，28天抗压强度提高3-6MPa， 56天抗压强度提高3-6MPa。如果维持水泥标号不变，可以节省水泥熟料15％左右，多消耗混合材(粉煤灰和石灰石)15％左右，由于节省了熟料(对熟料进行研磨能耗较大)，增加了混合材(混合材中的粉煤灰无需研磨)，所以加入本发明中的添加剂能够间接地提升粉磨效率；本添加剂适合于各种不同混合材的水泥和混凝土使用，具有良好的经济和社会效益。
上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种添加剂，其特征在于：由如下重量份的组分经混合后制得，二乙醇单异丙醇胺1-99份，醇胺7-50份，多元醇6-20份，糖蜜9-15份，饱和脂肪酸2-5份。
2.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于，二乙醇单异丙醇胺30-45份，醇胺37-51份，多元醇7-10份，糖蜜9~15份，饱和脂肪酸2-5份。
3.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于，二乙醇单异丙醇胺45份，醇胺37份，多元醇10份，糖蜜12份，饱和脂肪酸5份。
4.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于，所述醇胺为以下任意一种或其组合：
三乙醇胺、二乙醇胺、乙醇胺、三异丙醇胺或四羟乙基乙二胺。
5.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于，所述多元醇为以下任意一种或其组合：
乙二醇、二甘醇、三乙二醇、丙二醇、2,2-二羟甲基丁醇、1，2-丙二醇或聚多元醇。
6.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于，所述饱和脂肪酸为以下任意一种或其组合：
正辛酸、棕榈酸、癸酸、月桂酸、豆蔻酸、醋酸、软脂酸或硬脂酸。
7.权利要求1至6中任一项所述的添加剂在水泥或混凝土中的应用。
8.根据权利要求7所述的添加剂在水泥或混凝土中的应用，所述添加剂在所述水泥或混凝土中的掺和量为0.001-0.5%。
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