CN108911574A - 一种含甘露醇和硅酸乙酯的水泥改性助磨剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种含甘露醇和硅酸乙酯的水泥改性助磨剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种含甘露醇和硅酸乙酯的水泥改性助磨剂，包括以下重量百分比的组分：三乙醇胺7～11％，山梨醇5～8％，甘露醇1～3％，硅酸乙酯1～3％，甲酸钠7～15％、糖蜜3～5％和余量水。本发明提供的水泥改性助磨剂助磨、增强和节能效果好，还能明显改善水泥的适应性及施工性能，保证水泥混凝土制品的质量稳定，具有巨大的经济、社会效益。

Description

一种含甘露醇和硅酸乙酯的水泥改性助磨剂及其制备方法和 应用
技术领域
本发明涉及水泥添加剂的技术领域，特别涉及一种含甘露醇和硅酸乙酯的水泥改性助磨剂及其制备方法和应用。
背景技术
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，在水泥熟料的粉磨过程中少量添加。水泥助磨剂能明显改善粉磨过程，显著提高粉磨效率，减少能耗，对于降低企业成本，提高市场竞争力具有重要意义，已成为许多水泥生产企业粉磨生产过程中必不可少的原料之一。
在水泥粉磨时加入助磨剂，虽然水泥的强度增加，生产成本降低，但是会导致水泥与混凝土外加剂(如减水剂)的相容性变差，水泥的使用效果明显变差。目前，水泥与外加剂的相容性问题成了困扰混凝土行业的一个最大难题，它不仅会影响水泥和外加剂的作用效果，还会影响水泥混凝土的各项性能指标及混凝土工程的质量。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种含甘露醇和硅酸乙酯的水泥改性助磨剂及其制备方法和应用。本发明提供的水泥改性助磨剂助磨、增强效果好，不会影响水泥和外加剂的相容性，还能明显改善水泥的适应性及施工性能，保证水泥混凝土制品的质量稳定。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种含甘露醇和硅酸乙酯的水泥改性助磨剂，包括以下重量百分比组分：
优选地，所述的水泥改性助磨剂，包括以下重量百分比的组分：三乙醇胺9％，山梨醇6.5％，甘露醇2％，硅酸乙酯2％，甲酸钠11％、糖蜜4％和水65.5％。
本发明提供上述技术方案所述含甘露醇和硅酸乙酯的水泥改性助磨剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水和甲酸钠混合，得到甲酸钠溶液；
(2)将所述步骤(1)得到的甲酸钠溶液和糖蜜混合，得到甲酸钠-糖蜜混合溶液；
(3)将所述步骤(2)得到的甲酸钠-糖蜜混合溶液和三乙醇胺、山梨醇、甘露醇、硅酸乙酯混合，得到水泥改性助磨剂。
本发明提供了以上技术方案所述的水泥改性助磨剂或以上技术方案所述制备方法制备的水泥改性助磨剂在水泥制品粉磨中的应用。
优选地，水泥改性助磨剂的添加量为水泥制品重量的0.05％～0.2％。
本发明提供了一种含甘露醇和硅酸乙酯的水泥改性助磨剂，组成成分包括三乙醇胺、山梨醇、甘露醇、硅酸乙酯、甲酸钠、糖蜜和水。其中，山梨醇和甘露醇具有很好的保水性和保塑性能，使水泥不易出现泌水、板结现象，而且和三乙醇胺搭配使用，可以发挥更好的助磨、增强作用；硅酸乙酯具有憎水作用，可以明显降低水泥的标准稠度用水量，在应用到水泥制品时明显减少体系用水量，进而在相同水灰比下，降低胶凝材料用量，或在相同用水量下，降低减水剂的用量；甲酸钠不含有氯，对钢筋没有腐蚀性，不含有碱，对水泥制品不会产生碱骨料反应，保持水泥体积稳定性，提高水泥耐久性能，延长建筑物使用寿命，保证建筑物质量稳定；糖蜜也有助磨增强的作用。本发明提供的水泥改性助磨剂具有很强的适应性，与外加剂的相容性好，可以很好适应目前市场上的聚羧酸、脂肪族和萘系三大类外加剂，明显改善水泥的适应性及施工性能，保证水泥混凝土制品的质量稳定，可相应的适当减少外加剂的用量，减轻体力劳苦。实施例结果表明，与市售的水泥助磨剂相比，使用本发明提供的水泥改性助磨剂对水泥样品进行粉磨，可发挥更好的助磨、增效作用，并且更好地改善水泥与减水剂的相容性。
本发明提供了上述方案所述水泥改性助磨剂的制备方法。本发明提供的制备方法简单，适合大规模生产，且生产成本低、节能效果好，具有巨大的经济、社会效益。
具体实施方式
本发明提供了一种含甘露醇和硅酸乙酯的水泥改性助磨剂，包括以下重量百分比组分：
以质量百分含量计，本发明提供的水泥改性助磨剂包括三乙醇胺7～11％，优选为9％。
以质量百分含量计，本发明提供的水泥改性助磨剂包括山梨醇5～8％，优选为6.5％。
以质量百分含量计，本发明提供的水泥改性助磨剂包括甘露醇1～3％，优选为2％。
在本发明中，所述山梨醇和甘露醇具有很好的保水性和保塑性能，使水泥不易出现泌水、板结现象，而且山梨醇、甘露醇和三乙醇胺搭配使用，可以发挥更好的助磨、增强作用。
以质量百分含量计，本发明提供的水泥改性助磨剂包括硅酸乙酯1～3％，优选为2％。在本发明中，所述硅酸乙酯具有憎水作用，可以明显降低水泥的标准稠度用水量，在应用到水泥制品时明显减少体系用水量，进而在相同水灰比下，降低胶凝材料用量，或在相同用水量下，降低减水剂的用量。
以质量百分含量计，本发明提供的水泥改性助磨剂包括甲酸钠7～15％，优选为11％。在本发明中，所述甲酸钠不含氯，对钢筋没有腐蚀性，不含有碱，对水泥制品不会产生碱骨料反应，保持水泥体积稳定性，提高水泥耐久性能，延长建筑物使用寿命，保证建筑物质量稳定；且甲酸钠无毒、无腐蚀性，性能稳定，有防霉、防腐作用，可以抑制糖蜜等的霉变；并且甲酸钠是金属的沉淀剂，在溶液中可形成三价金属的络离子，和三乙醇胺配合使用可以极大的促进水泥熟料中C3S的水化，提高水泥强度。
以质量百分含量计，本发明提供的水泥改性助磨剂包括糖蜜3～5％，优选为4％。在本发明中，糖蜜有助磨增强的作用。
本发明提供的水泥改性助磨剂还包括余量水，优选为自来水。
本发明提供了上述技术方案所述含甘露醇和硅酸乙酯的水泥改性助磨剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水和甲酸钠混合，得到甲酸钠溶液；
(2)将步骤(1)得到的甲酸钠溶液和糖蜜混合，得到甲酸钠-糖蜜混合溶液；
(3)将步骤(2)得到的甲酸钠-糖蜜混合溶液和三乙醇胺、山梨醇、甘露醇、硅酸乙酯混合，得到水泥改性助磨剂。
本发明将水和甲酸钠混合，得到甲酸钠溶液。在本发明中，所述混合优选在搅拌下进行，本发明对搅拌方式没有特殊要求，按照本领域技术人员所熟知的技术手段进行搅拌即可；本发明对搅拌的速度和时间没有特殊要求，能够使甲酸钠完全溶解即可。甲酸钠是粉体，本发明先将甲酸钠粉体与水混合，便于搅匀使甲酸钠粉体溶解，防止先加入其他组分使液体变稠从而不利于甲酸钠的溶解。
得到甲酸钠溶液后，本发明将甲酸钠溶液和糖蜜混合，得到甲酸钠-糖蜜混合溶液。在本发明中，所述混合优选在搅拌下进行，本发明对搅拌方式没有特殊要求，按照本领域技术人员所熟知的技术手段进行搅拌即可；本发明对搅拌的速度和时间没有特殊要求，能够使糖蜜在甲酸钠溶液中搅拌均匀即可。糖蜜很稠，本发明先将糖蜜加入甲酸钠溶液中，便于将糖蜜搅拌均匀。
得到甲酸钠-糖蜜混合溶液后，本发明将甲酸钠-糖蜜混合溶液和三乙醇胺、山梨醇、甘露醇、硅酸乙酯混合，得到水泥改性助磨剂。在本发明中所述混合优选在搅拌下进行，本发明对搅拌方式没有特殊要求，按照本领域技术人员所熟知的技术手段进行搅拌即可；本发明对搅拌的速度和时间没有特殊要求，能够使三乙醇胺、山梨醇、甘露醇、硅酸乙酯在甲酸钠-糖蜜混合溶液中搅拌均匀即可。本发明对三乙醇胺、山梨醇、甘露醇、硅酸乙酯加入的先后顺序没有特殊要求。
本发明提供了上述方案所述的水泥改性助磨剂或上述方案所述制备方法制备的水泥改性助磨剂在水泥制品粉磨中的应用。在本发明中，所述水泥制品优选为通用水泥、专用水泥、特性水泥以及水泥与其他建筑材料组成的混合材料。在本发明中，水泥助磨剂的添加量优选为水泥制品重量的0.05％～0.2％，更优选为0.1％。本发明提供的水泥改性助磨剂具有很强的适应性，与外加剂的相容性好，可以很好地适应目前市场上的聚羧酸、脂肪族和萘系三大类外加剂，改善水泥的使用性。
下面结合实施例对本发明提供的含甘露醇和硅酸乙酯的水泥改性助磨剂及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种含甘露醇和硅酸乙酯的水泥改性助磨剂，包括以下质量份的组分：三乙醇胺7份，山梨醇8份，甘露醇3份，硅酸乙酯1份，甲酸钠15份、糖蜜3份和水63份。
实施例2
一种含甘露醇和硅酸乙酯的水泥改性助磨剂，包括以下质量份的组分：三乙醇胺9份，山梨醇6.5份，甘露醇2份，硅酸乙酯2份，甲酸钠11份、糖蜜4份和水65.5份。
实施例3
一种含甘露醇和硅酸乙酯的水泥改性助磨剂，包括以下质量份的组分：三乙醇胺11份，山梨醇5份，甘露醇1份，硅酸乙酯3份，甲酸钠7份、糖蜜5份和水68份。
性能检测
1、将上述实施例得到的水泥改性助磨剂与市售的性能优异的水泥助磨剂进行对比，测定其助磨效果。
取同一批次的水泥熟料和石膏，按照水泥熟料与石膏95：5的重量比配制，分别向其中加入实施例1～3得到的水泥改性助磨剂和市售水泥助磨剂，均按0.08％的重量百分比添加；将得到的混合物分别加到水泥标准小磨进行粉磨，得到粉磨料。
按照国家标准GB/T26748-2011《水泥助磨剂》测定助磨效果，结果见表1。
表1：实施例1～3的水泥改性助磨剂和市售水泥助磨剂的助磨效果对照表
由表1结果可知：实施例1～3得到的水泥改性助磨剂优化了水泥颗粒分布，明显增加了水泥中对强度起主要作用的3～32μm的颗粒含量，而3μm以下的颗粒含量适当减少，明显改善标准稠度用水量，60μm以上的颗粒含量明显降低，避免了对熟料的浪费。可见，实施例1～3得到的水泥改性助磨剂具有更好的助磨、增强和节能效果。
2、将实施例得到的水泥改性助磨剂与市售的性能优异的水泥助磨剂进行对比，测定其对水泥与减水剂相容性的改善效果。
分别取上述方案制备的粉磨料(水泥熟料、石膏和助磨剂粉磨后得到的混合物)进行水泥与减水剂的相容性试验。取市面上最常用的聚羧酸减水剂、脂肪族减水剂和萘系减水剂三种减水剂，分别将减水剂掺入粉磨料中，其中减水剂的掺加量都是2.0％，按照GBT8077-2000《混凝土外加剂均质性实验方法》的方法分别测定水泥初始和1小时的流动度，结果见表2。
表2：实施例1～3水泥改性助磨剂与市售水泥助磨剂对水泥与减水剂相容性的改善效果
由表2数据可以明显看出：添加实施例1～3制备的助磨剂的水泥样品较空白和添加市售助磨剂的水泥样品相比，初始流动度增加明显，且1h基本不损失，甚至有稍微的增大，这表明实施例1～3得到的水泥改性助磨剂明显改善了水泥与减水剂的相容性，且保塑性较好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种含甘露醇和硅酸乙酯的水泥改性助磨剂，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：
2.根据权利要求1所述的水泥改性助磨剂，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：三乙醇胺9％，山梨醇6.5％，甘露醇2％，硅酸乙酯2％，甲酸钠11％、糖蜜4％和水65.5％。
3.权利要求1～2任意一项所述水泥改性助磨剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水和甲酸钠混合，得到甲酸钠溶液；
(2)将所述步骤(1)得到的甲酸钠溶液和糖蜜混合，得到甲酸钠-糖蜜混合溶液；
(3)将所述步骤(2)得到的甲酸钠-糖蜜混合溶液和三乙醇胺、山梨醇、甘露醇、硅酸乙酯混合，得到水泥改性助磨剂。
4.权利要求1或2所述的水泥改性助磨剂或权利要求3所述制备方法制备的水泥改性助磨剂在水泥制品粉磨中的应用。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述水泥改性助磨剂的添加量为水泥制品重量的0.05％～0.2％。
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