CN112851177A - 一种水泥助磨剂及其使用水泥助磨剂的水泥 - Google Patents

Abstract

本申请涉及水泥外加剂领域，具体公开了一种水泥助磨剂及其使用水泥助磨剂的水泥，水泥助磨剂包括以下质量份数的原料搅拌混合制得：三异丙醇胺10‑20份，乙二醇10‑15份，葡萄糖酸10‑15份；其制备方法为：将水泥助磨剂与水泥原料按1:250的质量比放入球磨机中进行粉磨，粉磨时间30min，得到水泥，本申请的水泥助磨剂可用于水泥生产，其具有提高水泥强度的优点。

Description

一种水泥助磨剂及其使用水泥助磨剂的水泥

技术领域

本申请涉及水泥外加剂领域，更具体地说，它涉及一种水泥助磨剂及其使用水泥助磨剂的水泥。

背景技术

水泥助磨剂是水泥中的重要添加剂，需要在生产过程中以一定比例添加到水泥熟料中。

水泥助磨剂是由一种或几种表面活性物质构成,大多数水泥助磨剂的应用效果表明水泥助磨剂具有降低水泥粒径,提高比表面积,改善水泥某些物理化学性能,降低粉磨电耗等作用。

针对上述相关技术，发明人认为水泥助磨剂能够提高水泥颗粒的粉磨效率，降低水泥粒径，提高水泥颗粒的比表面积，促进水化反应的发生，水化产物中存在有较多的氢氧化钙结晶，导致水泥的强度较低。

发明内容

为了提高水泥助磨剂的使用效果本申请提供一种水泥助磨剂。

为了获得一种水泥助磨剂，本申请提供一种使用水泥助磨剂的水泥。

本申请提供的一种水泥助磨剂采用如下的技术方案：

第一方面，本申请提供一种水泥助磨剂，采用如下的技术方案：

一种水泥助磨剂，包括以下质量份数的原料搅拌混合制得：

三异丙醇胺10-20份，

乙二醇10-15份，

葡萄糖酸10-15份。

通过采用上述技术方案，由于助磨剂加入到水泥中，使得水泥颗粒的离子键的断裂，产生了电子密度的差异，断开两侧出现一系列交错的钙离子和阳离子的活性点，它们会彼此吸引，使趋于复合，助磨剂可以提供外来离子或分子满足断开面上未饱和电价键，消除或减弱聚集的趋势、阻止断裂面的复合。使得颗粒达到更细的状态，从而降低水泥颗粒的粒径，当水泥粒径较小时，水泥颗粒与水接触的表面积较大，水泥的水化速度较快，水泥熟料中的硅酸三钙和硅酸二钙与水发生水化反应均可生成水化硅酸钙和氢氧化钙结晶，且硅酸三钙水化速度较低，硅酸二钙次之，生成的水化产物中，由于氢氧化钙结晶的强度较低，稳定性较差，对水泥强度是有害的，葡萄糖酸可以与氢氧化钙结晶反应生成葡萄糖酸钙，由于葡萄糖酸钙具有固化剂的效果，所以葡萄糖酸钙将水化产物中的氢氧化钙结晶消耗，从而降低水化产物氢氧化钙的含量，提高水泥的强度。

优选的，还包括蛭石5-10份。

通过采用上述技术方案，蛭石中含有较多的二氧化硅和三氧化二铝，都可与水泥水化析出的氢氧化钙发二次水化反应，生成水化硅酸钙和硅酸钙等，从而提高水泥砂浆的密实度，同时蛭石自身含有较多的孔隙，具有较好的保水性能，从而可以促进水泥水化，提高水泥的强度。

优选的，所述蛭石的粒径为10-20微米。

通过采用上述技术方案，由于水泥颗粒的粒径较细，只有当蛭石粒径较小时，蛭石可以与水泥颗粒充分混合，当蛭石的粒径很细时，会导致蛭石的保水性较差，所以可以控制蛭石的粒径为10-20微米时，蛭石可以更好的降低水化产物析出的氢氧化钙的含量，同时具有较高的保水性，从而提高水泥的强度。

优选的，还包括有纳米氧化镁7-12份。

通过采用上述技术方案，由于水泥颗粒粒径较小，水泥颗粒与水接触的比表面较大，造成水化反应较多，而水化反应往往伴随着体积收缩，水泥中的纳米氧化镁常温下水化活性较低，会与水发生水化反应，且纳米氧化镁的水化反应速率随着养护时间的延长而不断加快，其水化生成物氢氧化镁晶体随固化时间的增长而大量生成，产生一定规模的体积自膨胀，并逐渐填充于水泥浆体的空隙中，从而抑制与补偿化学收缩所造成的部分影响，从而提高水泥的强度。

优选的，所述纳米氧化镁的粒径为10-15纳米。

通过采用上述技术方案，纳米氧化镁的粒径为10-15纳米时，纳米氧化镁可以与水泥熟料充分混合，从而纳米氧化镁的混合效果更好，降低水泥成型时开裂的可能性，提高水泥的强度。

优选的，还包括吸热剂6-10份。

通过采用上述技术方案，由于水泥粒径较小，水泥颗粒的比表面积较大，所以水化反应较彻底，当水泥的水化速度较彻底时，水泥水化产生的水化热较大，所以加入吸热剂可以吸收水泥水化热，降低水泥后期成型和水泥表面开裂的可能性，从而提高水泥的强度。

优选的，所述吸热剂为氯化铵。

通过采用上述技术方案，在水泥生产过程中，水泥原料的颗粒都存在结构缺陷和微裂纹，氯化铵加入后，进入水泥颗粒的缺陷和微裂纹部位，在水泥原料水化过程中，氯化铵会与水接触，氯化铵溶于水后会吸收热量，从而抵消水泥颗粒水化反应释放的热量，提高水泥的强度。

第二方面，本申请提供一种使用水泥助磨剂的水泥，采用如下的技术方案：

一种使用水泥助磨剂的水泥，包括上述所述的水泥助磨剂制备获得。

通过采用上述技术方案，三异丙醇胺和乙二醇作为助磨剂，降低水泥颗粒的粒径，改善水泥的流动性，氯化钠填充于水泥颗粒之间，在水泥水化过程中可以吸收水泥水化产生的热量，降低水泥成型后期开裂的可能性，水泥熟料继续进行水化，水化产物产生的氢氧化钙与蛭石反应生成水化硅酸钙和铝酸钙，提高水泥的强度，且部分氢氧化钙与葡萄酸反应生成葡萄糖酸钙，葡萄糖酸钙具有固化作用，从而提高水泥的强度。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、由于本申请采用葡萄糖酸，由于水泥水化产物中含有氢氧化钙，葡萄糖酸钠可以与氢氧化钙反应生产葡萄糖酸钙，葡萄糖酸钠具有固化作用，可以提高了水泥强度的效果；

2、本申请中优选采用纳米氧化镁，由于纳米氧化镁可与水反应生成氢氧化镁，产生一定的体积膨胀，从而抑制水泥水化过程中的体积收缩，提高水泥强度的效果；

3、本申请的方法，通过将水泥助磨剂与水泥原料放入球磨机中进行粉磨，再将粉磨后的水泥原料加水进行拌合，拌合后倒入模具中浇筑，进行加压蒸汽养护后得到高强度的水泥。

具体实施方式

原料来源

实施例1

一种水泥助磨剂，包括以下质量份数的原料搅拌混合制得：

三异丙醇胺15kg，

乙二醇13kg，

葡萄糖酸12kg，

蛭石8kg，蛭石的粒径为15微米，

纳米氧化镁10kg，纳米氧化镁的粒径为12纳米，

吸热剂8kg,吸热剂为氯化铵。

一种使用水泥助磨剂的水泥，包括上述中的水泥助磨剂制备获得，制备步骤如下,S1：将上述水泥助磨剂与水泥原料按1:250的质量比放入球磨机中进行粉磨，粉磨时间30min，得到水泥。

其中水泥原料由水泥熟料、石膏、石灰石和矿渣磨制成粉按照10:1:1:4的质量比混合得到。

根据上述制备方法进行一种使用水泥助磨剂的水泥的生产，改变原料的用量另做实施例2-5，其余操作步骤和参数均与实施例1相同，共得到实施例1-5的使用水泥助磨剂的水泥，实施例1-5具体用量情况如下表所示。

表1，实施例1-5具体原料用量情况。

对实施例1-5所得到的使用水泥助磨剂的水泥进行测试。

1.抗压强度测试：将水泥助磨剂加入水泥原料中进行粉磨，粉磨后得到的水泥加水进行拌合，拌合用水量为30份，拌合后倒入模具中浇筑，进行蒸汽养护后得到水泥制品，再将制好的水泥制品标养7天、28天后测试其抗压强度，按照GB/T17671-1999中规定的方法进行测试。

2.对制得的水泥制品进行抗开裂性能检测。将水泥试样块(固化7天后)，放置于相对湿度为90％、环境温度为25℃，进行养护，每12天检测试样块表面是否开裂产生裂纹。

抗开裂性能:无裂纹＞有裂纹＞有裂缝＞明显开裂。

测试结果如下表所示。

表2，实施例1-5得到的使用水泥助磨剂的水泥制品测试结果。

表3，实施例1-5的抗开裂性能测试。

测试天数

第12天

第24天

第36天

第72天

第148天

第256天

实施例1

无裂纹

无裂纹

无裂纹

无裂纹

无裂纹

无裂纹

实施例2

无裂纹

无裂纹

无裂纹

无裂纹

无裂纹

无裂纹

实施例3

无裂纹

无裂纹

无裂纹

无裂纹

无裂纹

无裂纹

实施例4

无裂纹

无裂纹

无裂纹

无裂纹

无裂纹

无裂纹

实施例5

无裂纹

无裂纹

无裂纹

无裂纹

无裂纹

无裂纹

由上表可知，实施例1的测试结果均优于实施例2-5的测试结果，可以看出实施例1制得的水泥制品在7d和28d的抗压强度和抗开裂性能较好，所以实施例1制得的水泥制品的性价比较高。

实施例6

一种水泥助磨剂，基于实施例1的基础上，其区别在于未向助磨剂中加入蛭石，其余操作步骤和参数均与实施例1相同。

实施例7

一种水泥助磨剂，基于实施例1的基础上，其区别在于蛭石的粒径为10微米，其余操作步骤和参数均与实施例1相同。

实施例8

一种水泥助磨剂，基于实施例1的基础上，其区别在于蛭石的粒径为20微米，其余操作步骤和参数均与实施例1相同。

实施例9

一种水泥助磨剂，基于实施例1的基础上，其区别在于未向助磨剂中加入纳米氧化镁，其余操作步骤和参数均与实施例1相同。

实施例10

一种水泥助磨剂，基于实施例1的基础上，其区别在于纳米氧化镁的粒径为10纳米，其余操作步骤和参数均与实施例1相同。

实施例11

一种水泥助磨剂，基于实施例1的基础上，其区别在于纳米氧化镁的粒径为15纳米，其余操作步骤和参数均与实施例1相同。

实施例12

一种水泥助磨剂，基于实施例1的基础上，其区别在于未向助磨剂中加入吸热剂，其余操作步骤和参数均与实施例1相同。

实施例13

一种水泥助磨剂，基于实施例1的基础上，其区别在于吸热剂选用四氟乙烷，其余操作步骤和参数均与实施例1相同。

实施例14

一种水泥助磨剂，基于实施例1的基础上，其区别在于吸热剂选用乙腈，其余操作步骤和参数均与实施例1相同。

对比例1

一种水泥助磨剂，基于实施例1的基础上，其区别在于未向助磨剂中加入葡萄糖酸，其余操作步骤和参数均与实施例1相同。

对实施例6-14和对比例1所得到的使用水泥助磨剂的水泥制品进行测试，测试结果如下表所示。

表4，实施例6-14和对比例1所得到的使用水泥助磨剂的水泥制品强度的测试结果。

由上表可以看出，实施例1的测试结果明显要优于实施例6-14和对比例1的测试结果。

结合实施例1和实施例6并结合表4可以看出，当未向助磨剂中加入蛭石时，得到的水泥7d的抗压强度和实施例1中7d的强度相差不大，但是28d的强度很小，且加入蛭石，制得的水泥的抗开裂性能较差，所以可以得出助磨剂中加入蛭石，制得的水泥制品的抗压强度较大，且抗压力性能较好。

结合实施例1和实施例7并结合表4可以看出，当蛭石的粒径选用10微米时，制得的水泥制品7d强度较高，但是28d的强度较低。结合实施例1和实施例8，当蛭石的粒径选用20微米时，制得的水泥制品7d和28d的强度均很低，但是制得的水泥制品对抗开裂性能均无明显影响，所以可以得出只有当蛭石的粒径为15微米时，制得的水泥制品在7d时的抗压强度和抗开裂效果均较高。

结合实施例1和实施例9并结合表4可以看出，未向助磨剂中加入纳米氧化镁时，制得的水泥制品在7d和28d时的强度影响不是很大，但是未加入纳米氧化镁时制得的水泥制品抗开裂效果较差，所以可以得出结论加入纳米氧化镁制得的水泥制品的抗压强度和抗开裂效果均较高。

结合实施例1和实施例10并结合表4可以看出，当纳米氧化镁的粒径为10纳米时，制得的水泥制品的7d的强度较低，对28d强度影响较小，抗开裂效果较低。结合实施例1和实施例11,可以看出，当纳米氧化镁的粒径为20纳米时，制得的水泥制品7d和28d的强度均较低，但抗开裂效果和实施例1的相差不大，所以可以得出结论加入纳米氧化镁的粒径选用15纳米时制得的水泥制品的抗压强度和抗开裂效果均较高。

结合实施例1和实施例12并结合表4可以看出，未向助磨剂中加入吸热剂时，制得的水泥制品的7d和28d的抗压强度与实施例1相差较小，但是未加入吸热剂时制得的水泥制品的抗开裂性能较低，所以可以得出，加入吸热剂可以提高水泥的抗开裂性能。

结合实施例1和实施例13并结合表4可以看出，吸热剂选用四氟乙烷时，制得的水泥制品的7d抗压强度有所降低，对水泥制品28d的抗压强度影响不大，制得的水泥的抗开裂性能与实施例1的测试结果相差不大，结合实施例1和实施例14，制得的水泥制品的抗压强度与实施例1相差不大，但是制得的水泥制品的抗开裂性能较差，所以吸热剂选用氯化铵时，制得的水泥制品的抗开裂效果和抗压强度均较高。

结合实施例1和对比例1并结合表4可以看出，当未向助磨剂中加入葡萄糖酸时，制得的水泥制品的抗压强度和抗开裂性能均较低，所以加入葡萄糖酸既可以提高水泥的抗压强度，也可以提高水泥的抗开裂性能。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种水泥助磨剂，其特征在于：包括以下质量份数的原料搅拌混合制得：

三异丙醇胺10-20份，

乙二醇10-15份，

葡萄糖酸10-15份。

2.根据权利要求1所述的一种水泥助磨剂，其特征在于：还包括蛭石5-10份。

3.根据权利要求2所述的一种水泥助磨剂，其特征在于：所述蛭石的粒径为10-20微米。

4.根据权利要求1所述的一种水泥助磨剂，其特征在于：还包括有纳米氧化镁7-12份。

5.根据权利要求4所述的一种水泥助磨剂，其特征在于：所述纳米氧化镁的粒径为10-15纳米。

6.根据权利要求1所述的一种水泥助磨剂，其特征在于：还包括吸热剂6-10份。

7.根据权利要求6所述的一种水泥助磨剂，其特征在于：所述吸热剂为氯化铵。

8.一种使用水泥助磨剂的水泥，其特征在于：包括上述权利要求1-7任意一项所述的水泥助磨剂制备获得。