CN113060952A - 一种建筑用水泥及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及水泥生产的领域，具体公开了一种建筑用水泥及其生产工艺。一种建筑用水泥包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥熟料60～76份；石灰石2～5份；矿渣粒2～5份；矿渣粉3～7份；燃煤炉渣5.6～10份；粉煤灰7.8～8.2份；石膏3.6～4.8份；甘油0.02～0.1份；三异丙醇胺0.1～0.18份；其生产工艺为：按照配比取各原料混合后进行粉磨，得到水泥。本申请的一种建筑用水泥具有同时提高水泥的粉磨效率和抗压强度的优点，在实际生产中节能环保，有效提高了生产效率。

Description

一种建筑用水泥及其生产工艺
技术领域
本申请涉及水泥生产领域，更具体地说，它涉及一种建筑用水泥及其生产工艺。
背景技术
复合硅酸盐水泥是一种水硬性胶凝材料，由硅酸盐水泥熟料、石膏、石灰石和矿渣等材料混合而成。
水泥的粉磨是水泥生产中的重要工艺，然而在水泥的粉磨过程中，水泥颗粒在机械力作用下由大变小，当粉磨到一定细度时，水泥颗粒大量新生表面产生静电荷，导致水泥颗粒之间发生团聚，从而降低了粉磨效率。甘油作为一种常用的助磨剂，可以有效改善水泥颗粒之间的团聚情况，从而提高水泥的粉磨效率。
发明人认为，相关技术中存在以下缺陷：甘油的添加虽然提高了粉磨效率，但是降低了水泥的抗压强度。
发明内容
为了同时提高水泥的粉磨效率和抗压强度，本申请提供一种建筑用水泥及其生产工艺。
第一方面，本申请提供一种建筑用水泥，采用如下的技术方案：
一种建筑用水泥，包括以下重量份的原料：
硅酸盐水泥熟料60～76份；
石灰石2～5份；
矿渣粒2～5份；
矿渣粉3～7份；
燃煤炉渣5.6～10份；
粉煤灰7.8～8.2份；
石膏3.6～4.8份；
甘油0.02～0.1份；
三异丙醇胺0.1～0.18份。
通过采用上述技术方案，由于采用甘油和三异丙醇胺，三异丙醇胺的烷链和羟基异构的空间立体结构，使其具有优异的分散性，甘油能够随三异丙醇胺更好地分散在水泥各原料颗粒中，吸附在水泥各原料颗粒表面，改善水泥各原料颗粒之间的团聚现象。同时，三异丙醇胺可以促进硅酸盐水泥熟料水化的反应产物钙矾石向低硫型铝酸钙转化，生成更多的低硫型铝酸钙，从而提高了水泥的抗压强度，因此，获得同时提高水泥的粉磨效率和抗压强度的效果。
可选的，所述石膏为脱硫石膏。
通过采用上述技术方案，当采用脱硫石膏时，在水泥加水拌和时脱硫石膏的溶解速度更快，使脱硫石膏具有较高的化学活性，促进硅酸盐水泥熟料进行水化反应，在三异丙醇胺的作用下，水化反应的产物钙矾石转化为低硫型铝酸钙，增强了水泥浆体的内部结构，从而提高了水泥的抗压强度。
可选的，所述脱硫石膏的重量份为3.9～4.5份，所述三异丙醇胺的重量份为0.13～0.17份。
通过采用上述技术方案，脱硫石膏和三异丙醇胺在上述配比范围内具有进一步提高水泥的抗压强度的效果。
可选的，所述水泥还包括0.07～0.13重量份的硫酸铝。
通过采用上述技术方案，硫酸铝的添加可以促进钙离子的析出，促进水泥水化反应的进行，增强三异丙醇胺在水泥水化过程中所起的作用，促进钙矾石向低硫型铝酸钙转化，生成更多的低硫型铝酸钙，从而提高了水泥的抗压强度。
第二方面，本申请提供一种建筑用水泥的生产工艺，采用如下的技术方案：
一种建筑用水泥的生产工艺，按照配比取各原料混合后进行粉磨，得到水泥。
通过采用上述技术方案，将各原料混合后粉磨，即可得到水泥。
可选的，所述粉磨过程中采用水作为溶剂进行湿法粉磨，水的重量为水泥粉磨总重量的1％～3％。
通过采用上述技术方案，采用湿法粉磨，可以减少水泥颗粒间的静电力，同时，还能够减少粉磨过程中产生的温度对三异丙醇胺的影响，减少三异丙醇胺的损耗，从而提高水泥的粉磨效率和抗压强度。
一种建筑用水泥的生产工艺，包括以下步骤：
S1、按照配比取矿渣粒和石灰石进行预粉磨；
S2、按照配比取其他各原料加入到S1预粉磨之后的原料中继续粉磨，得到水泥。
通过采用上述技术方案，由于矿渣粒、石灰石的易磨性比硅酸盐水泥熟料的易磨性差，各原料共同混合一起粉磨时，三异丙醇胺与甘油更易吸附在矿渣粒、石灰石表面，阻碍了硅酸盐水泥熟料对三异丙醇胺和甘油的吸附，因此先对矿渣粒和石灰石进行预粉磨，可以减少矿渣粒、石灰石对硅酸盐水泥熟料吸附三异丙醇胺和甘油的影响，使得甘油和三异丙醇胺更好地发挥助磨效果和抗压强度增强效果。
可选的，所述粉磨过程中采用水作为溶剂进行湿法粉磨，水的重量为水泥粉磨总重量的1％～3％。
通过采用上述技术方案，采用湿法粉磨，可以减少水泥颗粒间的静电力，同时，还能够减少粉磨过程中产生的温度对三异丙醇胺的影响，减少三异丙醇胺的损耗，从而提高水泥的粉磨效率和抗压强度。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用甘油和三异丙醇胺，三异丙醇胺的烷链和羟基异构的空间立体结构，使其具有优异的分散性，甘油能够随三异丙醇胺更好地分散在水泥各原料颗粒中，吸附在水泥各原料颗粒表面，改善水泥各原料颗粒之间的团聚现象。同时，三异丙醇胺可以促进钙矾石向低硫型铝酸钙转化，生成更多的低硫型铝酸钙，从而提高了水泥的抗压强度，因此，获得同时提高水泥的粉磨效率和抗压强度的效果。
2、本申请中采用脱硫石膏，脱硫石膏具有较高的化学活性，促进硅酸盐水泥熟料进行水化反应，形成更多的钙矾石。在三异丙醇胺的作用下，钙矾石转化为低硫型铝酸钙，从而提高了水泥的抗压强度。
3、本申请的方法，通过先对矿渣粒和石灰石进行预粉磨，可以减少矿渣粒、石灰石对硅酸盐水泥熟料吸附三异丙醇胺和甘油的影响，使得甘油和三异丙醇胺更好地发挥助磨效果和抗压强度增强效果。
4、本申请生产的水泥在粉磨过程中粉磨效率提高，有效地节约了能源，提高了生产效率，达到了降低能耗的作用。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。予以特殊说明的是：以下实施例中未注明具体条件者按照常规条件或制造商建议的条件进行，以下实施例中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
硅酸盐水泥熟料为通用硅酸盐水泥熟料，fCaO≤1.5％，细度为45μm，12％。
石灰石采用200目的石灰石粉。
矿渣粒、燃煤炉渣的粒径约5～10mm。
矿渣粉采用S95级粒化高炉矿渣粉。
粉煤灰细度为45μm，12％；烧失量15％。
脱硫石膏采用200目的脱硫石膏粉。
天然二水石膏采用200目的天然二水石膏粉。
甘油采用山东旭晖化工有限公司生产的工业甘油(丙三醇)，质量含量95％。
三异丙醇胺采用华翔科洁生产的三异丙醇胺，质量含量99％，CAS号为122-20-3。
实施例
实施例1
一种建筑用水泥，包括以下重量的原料：60kg硅酸盐水泥熟料、5kg石灰石、5kg矿渣粒、7kg矿渣粉、10kg燃煤炉渣、8.2kg粉煤灰、4.8kg天然二水石膏、0.02kg甘油和0.18kg三异丙醇胺。
一种建筑用水泥的生产工艺，包括以下步骤：
取60kg的硅酸盐水泥熟料、5kg石灰石、5kg矿渣粒、7kg矿渣粉、10kg燃煤炉渣、8.2kg粉煤灰、4.8kg天然二水石膏、0.02kg甘油和0.18kg三异丙醇胺混合均匀，然后加入到500mm×500mm的全国水泥厂统一试验标准小磨机中进行粉磨，每次粉磨5kg，转速48r/min，粉磨时间为40min，出磨时间为5min，得到水泥。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：各原料的重量不同，详见表1。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：各原料的重量不同，详见表1。
实施例4
本实施例与实施例2的区别在于：石膏采用脱硫石膏，且脱硫石膏的重量为3.9kg，三异丙醇胺的重量为0.13kg。其他各原料的重量详见表1。
实施例5
本实施例与实施例2的区别在于：石膏采用脱硫石膏。各原料的重量详见表1。
实施例6
本本实施例与实施例2的区别在于：石膏采用脱硫石膏，且脱硫石膏的重量为4.5kg，三异丙醇胺的重量为0.17kg。其他各原料的重量详见表1。
实施例7
一种建筑用水泥，包括以下原料：64.3kg硅酸盐水泥熟料、4kg石灰石、4kg矿渣粒、6kg矿渣粉、9.1kg燃煤炉渣、8.1kg粉煤灰、4.5kg脱硫石膏、0.03kg甘油、0.17kg三异丙醇胺和0.07kg硫酸铝。
一种建筑用水泥的生产工艺，包括以下步骤：
取64.3kg硅酸盐水泥熟料、4kg石灰石、4kg矿渣粒、6kg矿渣粉、9.1kg燃煤炉渣、8.1kg粉煤灰、4.5kg脱硫石膏、0.03kg甘油、0.17kg三异丙醇胺和0.07kg硫酸铝混合均匀，然后加入到500mm×500mm的全国水泥厂统一试验标准小磨机中进行粉磨，每次粉磨5kg，转速48r/min，粉磨时间为40min，出磨时间为5min，得到水泥。
实施例8
本实施例与本实施例与实施例7的区别在于：各原料的重量不同，详见表1。
实施例9
本实施例与本实施例与实施例7的区别在于：各原料的重量不同，详见表1。
实施例10
本实施例与本实施例与实施例8的区别在于：石膏采用天然二水石膏，各原料的重量详见表1。
实施例11
本实施例与实施例8的区别在于：每次粉磨过程中都加入该次粉磨总重量的1％的水，进行湿法粉磨。
实施例12
本实施例与实施例8的区别在于：每次粉磨过程中都加入该次粉磨总重量的2％的水，进行湿法粉磨。
实施例13
本实施例与实施例8的区别在于：每次粉磨过程中都加入该次粉磨总重量的3％的水，进行湿法粉磨。
实施例14
本实施例与实施例8的区别在于：
一种建筑用水泥的生产工艺，包括以下步骤：
S1、取矿渣粒和石灰石混合均匀，加入到500mm×500mm的全国水泥厂统一试验标准小磨机中进行粉磨，第一次粉磨5kg，第二次粉磨1kg，转速48r/min，粉磨时间为10min，出磨时间为2min，进行预粉磨。
S2、取其他各原料与S1预粉磨后的原料混合均匀，加入到500mm×500mm的全国水泥厂统一试验标准小磨机中进行粉磨，每次粉磨5kg，转速48r/min，粉磨时间为40min，出磨时间为5min，得到水泥。
各原料重量详见表1。
实施例15
本实施例与实施例14的区别在于：每次粉磨过程中都加入该次粉磨总重量的1％的水，进行湿法粉磨。
实施例16
本实施例与实施例14的区别在于：每次粉磨过程中都加入该次粉磨总重量的2％的水，进行湿法粉磨。
实施例17
本实施例与实施例14的区别在于：每次粉磨过程中都加入该次粉磨总重量的3％的水，进行湿法粉磨。
对比例
对比例1
本对比例与实施例2的区别在于：本对比例中无三异丙醇胺，甘油的重量为0.2kg。
对比例2
本对比例与实施例10的区别在于：本对比例中无三异丙醇胺，甘油的重量为0.2kg。
表1
Figure BDA0003068006790000061
性能检测试验
检测方法
1、水泥细度的测定：取各实施例和对比例制得的水泥，依据标准GB/T1345-2005中的检测方法进行水泥细度的测定，采用负压筛析法，水泥45μm筛余百分数越低，粉磨效率越高，检测结果详见表2。
2、水泥比表面积的测定：取各实施例和对比例制得的水泥，依据标准GB/T8074-2008中的检测方法进行水泥比表面积的测定，水泥比表面积越高，粉磨效率越高，检测结果详见表2。
3、水泥抗压强度的测定：取各实施例和对比例制得的水泥，依据标准GB/T17671-1999中“9.3抗压强度测定”的检测方法进行水泥抗压强度的测定，检测结果详见表2。
表2
Figure BDA0003068006790000071
结合实施例2和对比例1并结合表2可以看出，与对比例1相比，实施例2制得的水泥中添加了三异丙醇胺，三异丙醇胺与甘油配合使用，可以同时提高水泥的粉磨效率和抗压强度。由检测结果来看，在粉磨效率方面，实施例2制得的水泥细度比对比例1制得的水泥细度降低了24％，实施例2制得的水泥比表面积比对比例1制得的水泥比表面积提高了18.9％，因此在同一粉磨条件下，实施例2制得的水泥细度更低、比表面积更高，即实施例2制得的水泥粉磨效率更好。在抗压强度方面，实施例2制得的水泥的3天抗压强度比对比例1制得的水泥的3天抗压强度提高了23.4％，实施例2制得的水泥的28天抗压强度比对比例1制得的水泥的28天抗压强度提高了8.1％，体现了添加三异丙醇胺之后的实施例2制得的水泥抗压强度有明显提高。
分析原因在于：采用甘油和三异丙醇胺，三异丙醇胺的烷链和羟基异构的空间立体结构，使其具有优异的分散性，甘油能够随三异丙醇胺更好地分散在水泥各原料颗粒中，吸附在水泥各原料颗粒表面，提高水泥各原料颗粒的流动性，使水泥各原料颗粒的均匀度、圆形度提高，从而改善水泥各原料颗粒之间的团聚现象，同时，三异丙醇胺能够打破水泥各原料颗粒之间的粒间静电作用力，在水泥水化的过程中减少了铁离子或铝离子富集而产生凝胶覆盖于水化产物表面延缓水化的情况，促进水化产物钙矾石向低硫型铝酸钙转化，生成更多的低硫型铝酸钙，从而提高了水泥的抗压强度，因此，获得同时提高水泥的粉磨效率和抗压强度的效果。
结合实施例2和实施例5并结合表2可以看出，实施例2采用的是天然二水石膏，而实施例5采用的是脱硫石膏，由试验结果来看，实施例5制得的水泥粉磨效率和抗压强度更好，体现了采用脱硫石膏时，在水泥加水拌和时脱硫石膏的溶解速度更快，使脱硫石膏具有较高的化学活性，促进硅酸盐水泥熟料进行水化反应，在三异丙醇胺的作用下，水化反应的产物钙矾石转化为低硫型铝酸钙，增强了水泥浆体的内部结构，从而提高了水泥的抗压强度。
结合实施例5和实施例8并结合表2可以看出，与实施例5相比，实施例8制得的水泥中添加了硫酸铝。由检测结果来看，与实施例5相比，实施例8制得的水泥粉磨效率和抗压强度更好，体现了硫酸铝在提高水泥粉磨效率和抗压强度方面体现的作用。
结合实施例2、实施例10、对比例1、对比例2并结合表2可以看出，与对比例1相比，实施例2制得的水泥中添加了三异丙醇胺，实施例10制得的水泥中添加了三异丙醇胺和硫酸铝，对比例2制得的水泥中添加了硫酸铝。由检测结果来看，采用三异丙醇胺和硫酸铝复配的实施例10制得的水泥抗压强度是最好的，比对比例1的提高率也最大，因此，体现了三异丙醇胺和硫酸铝复配对水泥的抗压强度的提高作用。
结合实施例8和实施例12并结合表2可以看出，与实施例8相比，实施例12在制备水泥的过程中添加了水进行湿法粉磨，由试验结果来看，实施例12制得的水泥的粉磨效率和抗压强度更好，体现了湿法粉磨可以减少水泥颗粒间的静电力，同时减少粉磨过程中产生的温度对三异丙醇胺的影响，减少三异丙醇胺的损耗，从而提高水泥的粉磨效率和抗压强度。
结合实施例8和实施例14并结合表2可以看出，与实施例8相比，实施例14在制备水泥时先对矿渣粒和石灰石进行预粉磨，之后再将各原料一起粉磨，可以减少矿渣粒、石灰石对硅酸盐水泥熟料吸附三异丙醇胺和甘油的影响，使得甘油和三异丙醇胺更好地发挥助磨效果和抗压强度增强效果。由实验结果来看，实施例14制得的水泥的粉磨效率和抗压强度更高。
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)

1.一种建筑用水泥，其特征在于：包括以下重量份的原料：
硅酸盐水泥熟料60～76份；
石灰石2～5份；
矿渣粒2～5份；
矿渣粉3～7份；
燃煤炉渣5.6～10份；
粉煤灰7.8～8.2份；
石膏3.6～4.8份；
甘油0.02～0.1份；
三异丙醇胺0.1～0.18份。
2.根据权利要求1所述的一种建筑用水泥，其特征在于：所述石膏为脱硫石膏。
3.根据权利要求2所述的一种建筑用水泥，其特征在于：所述脱硫石膏的重量份为3.9～4.5份，所述三异丙醇胺的重量份为0.13～0.17份。
4.根据权利要求1所述的一种建筑用水泥，其特征在于：所述水泥还包括0.07～0.13重量份的硫酸铝。
5.权利要求1-4任一所述的一种建筑用水泥的生产工艺，其特征在于：按照配比取各原料混合后进行粉磨，得到水泥。
6.根据权利要求5所述的一种建筑用水泥的生产工艺，其特征在于：所述粉磨过程中采用水作为溶剂进行湿法粉磨，水的重量为水泥粉磨总重量的1%～3%。
7.权利要求1-4任一所述的一种建筑用水泥的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1、按照配比取矿渣粒和石灰石进行预粉磨；
S2、按照配比取其他各原料加入到S1预粉磨之后的原料中继续粉磨，得到水泥。
8.根据权利要求7所述的一种建筑用水泥的生产工艺，其特征在于：所述粉磨过程中采用水作为溶剂进行湿法粉磨，水的重量为水泥各原料总重量的1%～3%。
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