CN112624658A - 一种提高水泥强度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高水泥强度的方法。将占水泥0.04％增强激发剂喷淋到水泥料上进行粉磨。增强激发剂，包括以下重量分数的原料：三乙醇胺5～20％、碳酸钠5～8％、三聚磷酸钠5～10％、共聚物钠盐10～15％、甘蔗糖渣处理液10～30％、丙三醇5～10％、二甘醇5～10％、羧甲基纤维素1～5％，明胶1～3％，余量为水。本发明在助磨剂中加入提高强度的成分，同时配方不含氯，环保且改善水泥颗粒分散度，提高粉末细度，激发活化水泥中辅材活性，尤其是矿粉活性从而提高水泥强度。可有效减少水泥熟料的用量同时提高相应混合材的掺加量，能够有效促凝增强。

Description

一种提高水泥强度的方法
技术领域
本发明涉及水泥外加剂技术领域，具体涉及一种提高水泥强度的方法。
背景技术
在水泥熟料的粉磨过程中，加入少量的外加物质(液体或固体的物质)，能够显著提高粉磨效率或降低能耗，而又不损害水泥性能的这种化学添加剂外加物质通称为：水泥助磨剂。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。水泥助磨剂也能显著改善水泥流动性，提高磨机的研磨效果和选粉机的选粉效率，从而降低粉磨能耗。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。
但现有的水泥助磨剂只能提高水泥的助磨性，水泥熟料如果要想在粉磨的过程中进一步提高强度，还需要在磨粉过程中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。实现提高水泥强度，提高混合材使用比例。所以需要一种既能辅助水泥熟料磨粉，又能提高水泥强度提高混合材料使用比例的增强激发剂，以及提高水泥强度的方法。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种提高水泥强度的方法。本发明采用增强激发剂即可作为水泥熟料的助磨剂、还能有效提高水泥强度，可有效减少水泥熟料的用量同时提高相应混合材的掺加量。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面，提供一种增强激发剂，其特征在于，包括以下重量分数的原料：
三乙醇胺5～20％、碳酸钠5～8％、三聚磷酸钠5～10％、共聚物钠盐10～15％、甘蔗糖渣处理液10～30％、丙三醇5～10％、二甘醇5～10％、羧甲基纤维素1～5％，明胶1～3％，余量为水。
优选的，包括以下重量分数的原料：
三乙醇胺10～15％、碳酸钠5～8％、三聚磷酸钠5～10％、共聚物钠盐10～15％、甘蔗糖渣处理液15～20％、丙三醇8％、二甘醇7％、羧甲基纤维素3％，明胶2％，余量为水。
优选的，所述共聚物钠盐为丙烯酸-马来酸酐共聚物钠盐。
优选的，所述甘蔗糖渣处理液由以下方法制备：将甘蔗糖渣废液与对甲苯磺酸钠按照质量比(1～3)：1混合并加热搅拌均匀。
优选的，所述加热温度为30～40℃，搅拌时间为20～30min。
本发明的第二方面，提供上述增强激发剂在提高水泥强度中的应用。
本发明的第三方面，提供一种提高水泥强度的方法，包括以下步骤：
(1)按增强激发剂的原料组成进行称料，搅拌混合均匀得到增强激发剂；
(2)在水泥入磨时，将步骤(1)得到的增强激发剂喷淋在水泥熟料中，并进行粉磨。
优选的，步骤(1)中，原料混合时，先将羧甲基纤维素与明胶混合并加热至80～90℃，混合搅拌0.5h，冷却至室温后，再加入冷却至室温的甘蔗糖渣处理液、三乙醇胺、碳酸钠、三聚磷酸钠、共聚物钠盐、丙三醇、二甘醇
优选的，步骤(2)中，所述喷淋压力为0.3Mpa。
优选的，步骤(2)中，所述增强激发剂的喷淋量为水泥总质量的万分之三到万分之五。
本发明的有益效果：
(1)本发明在助磨剂中加入提高强度的成分，同时配方不含氯，环保且改善水泥颗粒分散度，提高粉末细度，激发活化水泥中辅材活性，尤其是矿粉活性从而提高水泥强度。
(2)本发明原料中加入明胶与羧甲基纤维素，两者发生复合凝聚反应，形成蛋白质/多糖复合凝聚物，具有较好的机械强度，且能提高水泥的早强性能。
(3)本发明将增强激发剂以0.3MPa喷淋在水泥熟料中，提高均匀性和稳定性，减少了激发剂的损耗。可有效减少水泥熟料的用量同时提高相应混合材的掺加量，能够有效促凝增强。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
正如背景技术部分介绍的，现有的水泥助磨剂种类较多，可减少水泥熟料的用量。然而，由于水泥中一般都会大量掺入工业废渣，从而影响水泥的强度，而且掺入了大量工业废渣后的水泥凝结时间会延长，由于这两方面的影响，制约了工业废渣在水泥中的应用。
基于此，本发明的目的是提供一种增强激发剂来提高水泥强度。本发明以三乙醇胺为助磨体系，丙烯酸-马来酸酐共聚物钠盐、对甲苯磺酸钠起助磨和分散作用，甘蔗糖渣废液对矿渣的助磨很有效，三聚磷酸钠、碳酸钠起辅助助磨和提高水泥早期强度的作用。羧甲基纤维素和明胶起增加水泥后期强度的作用。通过助磨改善水泥颗粒分散度，提高粉末细度，激发活化水泥中辅材活性，尤其是矿粉活性从而提高水泥强度。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。
本发明实施例中所用的试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通过商业渠道购买得到。
实施例1
(1)将8.2kg甘蔗糖渣废液与4.3kg对甲苯磺酸钠混合并加热搅拌均匀，加热温度为35℃，搅拌时间为25min，冷却至室温。
(2)先将羧甲基纤维素3kg，明胶2kg溶于少量水中混合并加热至85℃，混合搅拌0.5h，冷却至室温。
(3)将步骤(1)和(2)冷却后的原料混合，再加入三乙醇胺12.5kg、碳酸钠6.5kg、三聚磷酸钠7.5kg、共聚物钠盐12.5kg、丙三醇7.5kg、二甘醇7.5kg、水28.5kg搅拌均匀得到增强激发剂。
(4)在水泥辊压机选粉物料入磨下料溜子使用莲蓬喷淋装置，用液体压力泵用压力0.3Mpa进行动力输送和流量计量将增强激发剂喷淋在水泥熟料中，并进行粉磨。增强激发剂的喷淋量为水泥总质量的万分之四。
实施例2
(1)将5.0kg甘蔗糖渣废液与5.0kg对甲苯磺酸钠混合并加热搅拌均匀，加热温度为30℃，搅拌时间为20min，冷却至室温。
(2)先将先将羧甲基纤维素1kg，明胶1kg溶于少量水中混合并加热至80℃，混合搅拌0.5h，冷却至室温。
(3)将步骤(1)和(2)冷却后的原料混合，再加入三乙醇胺5kg、碳酸钠8kg、三聚磷酸钠10kg、共聚物钠盐15kg、丙三醇10kg、二甘醇10kg、水30kg搅拌均匀得到增强激发剂。
(4)在水泥辊压机选粉物料入磨下料溜子使用莲蓬喷淋装置，用液体压力泵用压力0.3Mpa进行动力输送和流量计量将增强激发剂喷淋在水泥熟料中，并进行粉磨。增强激发剂的喷淋量为水泥总质量的万分之五。
实施例3
(1)将21kg甘蔗糖渣废液与9kg对甲苯磺酸钠混合并加热搅拌均匀，加热温度为40℃，搅拌时间为30min，冷却至室温。
(2)先将5kg羧甲基纤维素与3kg明胶溶于少量水中混合并加热至90℃，混合搅拌0.5h，冷却至室温。
(3)将步骤(1)和(2)冷却后的原料混合，再加入三乙醇胺20kg、碳酸钠5kg、三聚磷酸钠5kg、共聚物钠盐10kg、丙三醇5kg、二甘醇5kg、水12kg搅拌均匀得到增强激发剂。
(4)在水泥辊压机选粉物料入磨下料溜子使用莲蓬喷淋装置，用液体压力泵用压力0.3Mpa进行动力输送和流量计量将增强激发剂喷淋在水泥熟料中，并进行粉磨。增强激发剂的喷淋量为水泥总质量的万分之三。
对比例1
(2)将8.2kg甘蔗糖渣废液与4.3kg对甲苯磺酸钠混合并加热搅拌均匀，加热温度为35℃，搅拌时间为25min，冷却至室温。
(2)将步骤(1)冷却后的原料混合，再加入三乙醇胺12.5kg、碳酸钠6.5kg、三聚磷酸钠7.5kg、共聚物钠盐12.5kg、丙三醇7.5kg、二甘醇7.5kg、水28.5kg搅拌均匀得到增强激发剂。
(3)在水泥辊压机选粉物料入磨下料溜子使用莲蓬喷淋装置，用液体压力泵用压力0.3Mpa进行动力输送和流量计量将增强激发剂喷淋在水泥熟料中，并进行粉磨。增强激发剂的喷淋量为水泥总质量的万分之四。
对比例2
(1)将三乙醇胺12.5kg、碳酸钠6.5kg、三聚磷酸钠7.5kg、共聚物钠盐12.5kg、丙三醇7.5kg、二甘醇7.5kg、水28.5kg、甘蔗糖渣废液12.5kg搅拌均匀得到增强激发剂。
(2)在水泥辊压机选粉物料入磨下料溜子使用莲蓬喷淋装置，用液体压力泵用压力0.3Mpa进行动力输送和流量计量将增强激发剂喷淋在水泥熟料中，并进行粉磨。增强激发剂的喷淋量为水泥总质量的万分之四。
对比例3
(3)(将8.2kg甘蔗糖渣废液与4.3kg对甲苯磺酸钠混合并加热搅拌均匀，加热温度为35℃，搅拌时间为25min，冷却至室温。
(2)先将羧甲基纤维素3kg，明胶2kg溶于少量水中混合并加热至85℃，混合搅拌0.5h，冷却至室温。
(3)将步骤(1)和(2)冷却后的原料混合，再加入三乙醇胺12.5kg、碳酸钠6.5kg、三聚磷酸钠7.5kg、共聚物钠盐12.5kg、丙三醇7.5kg、二甘醇7.5kg、水28.5kg搅拌均匀得到增强激发剂。
(4)在水泥与占水泥熟料总质量万分之四的增强激发剂直接混合粉磨。
试验例
(1)对上述实施例1-3以及对比例1-3所得增强激发剂掺入水泥(型号：PC42.5)粉磨过程中(磨机直径为4.2m，长度为14m)，对增强激发剂助磨性能和水泥性能进行测试，助磨剂掺量(质量百分比)万分之四。测试结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002852842690000051
由表1可知，实施例1～3制备的增强激发剂在加入量相同的情况下(万分之四)，可以有效提高磨机台时，净浆流动性也好于对比例1～2。通过实施例1与对比例1的对比，可以看出本发明中水泥料与增强激发剂的混合方式可有效提高磨机台时，提高混合材使用比例。
(2)水泥原料配合比：熟料60wt％、石膏5wt％、燃煤炉渣23wt％、建筑垃圾12wt％，将实施例1-3及对比例1-3得到的增强激发剂按0.04％的掺量与上述物料混合均匀，在无锡建仪仪器机械有限公司生产的型号为SM-500的Ф500mm标准试验磨中粉磨30min得到水泥。测试筛余、凝结时间、强度等数据，按照GB/T 1345-2005《水泥细度检测方法筛析法》测试水泥筛余量；按照GB/T 1346-2001《水泥标准稠度用水量、安定性及凝结时间》测定水泥的标准稠度需水量、安定性与凝结时间。按照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》测定水泥胶砂强度，测试结果见表2。
表2
Figure BDA0002852842690000061
由表2可知，实施例1～3制备的增强激发剂在含工业废渣较多的水泥料中，能够有效激发活化水泥中辅材活性，尤其是矿粉活性从而提高水泥强度。对比例3与实施例1相同的增强激发剂，但改变加入方式，其强度相应降低，凝结时间增长，说明本发明中水泥料与增强激发剂的混合方式可有效提高原料的掺混。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种增强激发剂，其特征在于，包括以下重量分数的原料：
三乙醇胺5～20％、碳酸钠5～8％、三聚磷酸钠5～10％、共聚物钠盐10～15％、甘蔗糖渣处理液10～30％、丙三醇5～10％、二甘醇5～10％、羧甲基纤维素1～5％，明胶1～3％，余量为水。
2.根据权利要求1所述的增强激发剂，其特征在于，包括以下重量分数的原料：
三乙醇胺10～15％、碳酸钠5～8％、三聚磷酸钠5～10％、共聚物钠盐10～15％、甘蔗糖渣处理液15～20％、丙三醇8％、二甘醇7％、羧甲基纤维素3％，明胶2％，余量为水。
3.根据权利要求1或2所述的增强激发剂，其特征在于，所述共聚物钠盐为丙烯酸-马来酸酐共聚物钠盐。
4.根据权利要求1或2所述的增强激发剂，其特征在于，所述甘蔗糖渣处理液由以下方法制备：将甘蔗糖渣废液与对甲苯磺酸钠按照质量比(1～3)：1混合并加热搅拌均匀。
5.根据权利要求4所述的增强激发剂，其特征在于，所述加热温度为30～40℃，搅拌时间为20～30min。
6.权利要求1～5中任一项所述增强激发剂在提高水泥强度中的应用。
7.一种提高水泥强度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按权利要求1～5中任一项所述增强激发剂的原料组成进行称料，搅拌混合均匀得到增强激发剂；
(2)在水泥入磨时，将步骤(1)得到的增强激发剂喷淋在水泥熟料中，并进行粉磨。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，原料混合时，先将羧甲基纤维素与明胶混合并加热至80～90℃，混合搅拌0.5h，冷却至室温后，再加入冷却至室温的甘蔗糖渣处理液、三乙醇胺、碳酸钠、三聚磷酸钠、共聚物钠盐、丙三醇、二甘醇。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述喷淋压力为0.3Mpa。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述增强激发剂的喷淋量为水泥总质量的万分之三到万分之五。
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