CN114956650A - 降低水泥孰料用量的水泥活性激发剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及C04B，更具体地，本发明涉及降低水泥孰料用量的水泥活性激发剂及其制备方法。所述激发剂的制备原料按重量百分数计，包括三羟基醇胺、四羟基醇胺、硫氰酸盐、糖类多元醇、余量的水。通过添加水泥活性激发剂，可降低水泥孰料用量的同时，提高水泥的早期和后期强度，从而在施工过程中，降低水泥用量，实现节能减排，降低成本。本发明提供的水泥活性激发剂化学稳定性好，不含有卤素等腐蚀的元素，且可促进激发剂和不同水泥的适用性问题。
Description
技术领域
本发明涉及C04B，更具体地，本发明涉及降低水泥孰料用量的水泥活性激发剂及其制备方法。
背景技术
水泥产业是国家经济建设的一个支撑产业，其具有较高的能源消耗，随着生产过程中对于减少环境负荷的要求增加，制备节能降耗的水泥是重要研究方向，为了减少水泥的能耗，降低水泥用量的同时，达到高的早期和长期强度是重要发展趋势。
目前为了减少水泥的用量，如在混凝土领域，一般使用减胶剂，如CN109574538B公开了一种混凝土减胶剂及其制备工艺、应用方法，通过使用三乙醇胺、三异丙醇胺等，和增稠剂作用，来提高混凝土的强度，但是混凝土减胶剂是用于混凝土的拌合过程，属于水泥的下游应用，而不能直接用在水泥厂加工中，来减少水泥孰料用量的同时，得到高强度的水泥。
且目前常用的三乙醇胺等提高混凝土早期强度的助剂，当用在水泥制备中，存在早期强度提高，后期强度下降的问题，且目前水泥在制备过程中，随着水化的发生和程度加深，也可能造成水泥质量不稳定等问题，难以在降低水泥孰料用量的情况下，满足标准水泥，如425水泥、325水泥等的要求。
发明内容
为了解决上述问题，本发明第一个方面提供了一种降低水泥孰料用量的水泥活性激发剂，所述激发剂的制备原料按重量百分数计，包括三羟基醇胺5～15wt％，四羟基醇胺3～12wt％、硫氰酸盐3～15wt％、糖类多元醇0.5～5wt％、余量的水。
在一种实施方式中，所述激发剂的制备原料按重量百分数计，包括三羟基醇胺7～12wt％，四羟基醇胺4～9wt％、硫氰酸盐5～10wt％、糖类多元醇1～3wt％、余量的水。
通过添加三羟基的醇胺，利用醇胺的羟基极性，和N的碱性，通过和水泥中金属离子和矿物质的相互作用，有利于促进水泥粒子间的水化作用，促进早期强度的提高，但也存在单独添加三羟基醇胺时，后期强度不变，甚至下降的问题，这可能是因为三乙醇胺等的添加，促进表层C3S水化的同时，难以在长期改善内层的水化，在一种实施方式中，所述三羟基醇胺选自三乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺、三异丙醇胺中的一种或多种。
发明人发现，当添加三乙醇胺，和二乙醇单异丙醇胺、三异丙醇胺中的一种共同作用，可进一步促进水泥和水的接触，和水化的进行，进一步促进早期强度的提高，在一种实施方式中，所述三羟基醇胺包括三乙醇胺、和二乙醇单异丙醇胺、三异丙醇胺中的至少一种，重量比为4～7：3～5，可列举的有，4：3、5：4、6：4、7：3、4：5、7：3。
且当通过添加四羟基的醇胺，利用更高浓度的羟基含量，和三羟基醇胺结合，促进水泥的亲水膜的行程，促进水化作用时的固相体积膨胀，从而促进对内部的C3S等的水化，促进早期强度的同时，促进后期强度。尤其是在一种实施方式中，所述四羟基醇胺选自四羟乙基乙二胺、四(2-羟基丙基)乙二胺、三羟丙基羟乙基乙二胺中的一种或多种。
且当添加四羟乙基乙二胺，和四(2-羟基丙基)乙二胺、三羟丙基羟乙基乙二胺中的一种作用时，其进一步促进水泥胶砂中水泥和水的润湿，且吸附在水泥孰料内部和外部的醇胺相互作用，更有利于促进早期强度和后期强度的提高。在一种实施方式中，所述四羟基醇胺包括四羟乙基乙二胺，和四(2-羟基丙基)乙二胺、三羟丙基羟乙基乙二胺中的至少一种，重量比为3～6：1～3，可列举的有，3：1、4：2、5：2、6：1、1：1。
发明人发现，添加无机的硫氰酸盐和有机的醇胺共同发挥早强的作用，可进一步提高早期强度。在一种实施方式中，所述硫氰酸盐选自硫氰酸钠、硫氰酸钾、硫氰酸锂中的一种或多种。
其中在醇胺等促进水化，促进早期强度和后期强度的同时，发明人发现可能发生过大的体积膨胀，影响前期胶砂体系的致密性和混合性，影响强度稳定，从而对砂胶的后期强度也造成影响，而发明人发现，当添加适量的糖类多元醇，如糖蜜等，和少量聚羧酸铵共同作用，可在保持强度甚至更高的同时，促进强度的稳定，这可能是因为多羟基的糖蜜、多负离子的聚羧酸根离子，以及季铵盐的结构，可以和醇胺中的羟基、N，以及硫氰酸盐作用，减少膨胀压力集中，从而提高强度的稳定。在一种实施方式中，所述糖类多元醇选自糖蜜、葡萄糖、蔗糖、纤维素醚中的一种或多种，优选为糖蜜。
在一种实施方式中，所述激发剂的制备原料按重量百分数计，还包括0.1～0.3wt％聚羧酸盐，所述聚羧酸盐选自聚羧酸钠、聚羧酸钾、聚羧酸铵中的一种或多种，优选为聚羧酸铵。
本发明第二个方面提供了一种所述的降低水泥孰料用量的水泥活性激发剂的制备方法，包括：将激发剂的制备原料混合，得到所述激发剂。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
(1)通过添加水泥活性激发剂，可降低水泥孰料用量的同时，提高水泥的早期和后期强度，从而在施工过程中，降低水泥用量，实现节能减排，降低成本。
(2)本发明提供的水泥活性激发剂化学稳定性好，不含有卤素等腐蚀的元素，且可促进激发剂和不同水泥的适用性问题。
(3)本发明水泥活性激发剂可用于水泥制备过程中，通过添加醇胺和硫氰酸盐等物质，和多元醇等共同作用，在促进早期强度提高的同时，也会促进后期强度的明显增加，避免主要起到早强的醇胺、硫氰酸盐等物质对后期强度增加影响不大的问题。
(4)且添加本发明水泥活性激发剂后，也会促进水泥强度的稳定，促进不同规格，如425水泥、325水泥的生产。
具体实施方式
实施例
实施例1
本例提供一种水泥活性激发剂，所述激发剂的制备原料按重量百分数计，包括四羟乙基乙二胺3wt％，聚羧酸铵0.1wt％，三乙醇胺4wt％，糖蜜1wt％，硫氰酸钠5wt％，二乙醇单异丙醇胺3wt％，四(2-羟基丙基)乙二胺1wt％，余量为水，总量100wt％。
本例还提供如上所述的水泥活性激发剂的制备方法，包括：将四羟乙基乙二胺，聚羧酸铵，三乙醇胺，糖蜜，硫氰酸钠，二乙醇单异丙醇胺，四(2-羟基丙基)乙二胺溶在水中，混合均匀，即得产品1。
实施例2
本例提供一种水泥活性激发剂，所述激发剂的制备原料按重量百分数计，包括四羟乙基乙二胺6wt％，聚羧酸铵0.3wt％，三乙醇胺7wt％，糖蜜3wt％，硫氰酸钠10wt％，二乙醇单异丙醇胺5wt％，四(2-羟基丙基)乙二胺3wt％，余量为水，总量100wt％。
本例还提供如上所述的水泥活性激发剂的制备方法，包括：按照配方比例，将四羟乙基乙二胺，聚羧酸铵，三乙醇胺，糖蜜，硫氰酸钠，二乙醇单异丙醇胺，四(2-羟基丙基)乙二胺溶在水中，混合均匀，即得产品2。
实施例3
本例提供一种水泥活性激发剂，所述激发剂的制备原料按重量百分数计，包括四羟乙基乙二胺5wt％，聚羧酸铵0.2wt％，三乙醇胺6wt％，糖蜜2wt％，硫氰酸钠8wt％，二乙醇单异丙醇胺4wt％，四(2-羟基丙基)乙二胺2wt％，余量为水，总量100wt％。
本例还提供如上所述的水泥活性激发剂的制备方法，包括：按照配方比例，将四羟乙基乙二胺，聚羧酸铵，三乙醇胺，糖蜜，硫氰酸钠，二乙醇单异丙醇胺，四(2-羟基丙基)乙二胺溶在水中，混合均匀，即得产品3。
实施例4
本例提供一种水泥活性激发剂，所述激发剂的制备原料按重量百分数计，包括四羟乙基乙二胺4wt％，聚羧酸铵0.2wt％，三乙醇胺5wt％，糖蜜2wt％，硫氰酸钠7wt％，二乙醇单异丙醇胺4wt％，四(2-羟基丙基)乙二胺2wt％，余量为水，总量100wt％。
本例还提供如上所述的水泥活性激发剂的制备方法，包括：按照配方比例，将四羟乙基乙二胺，聚羧酸铵，三乙醇胺，糖蜜，硫氰酸钠，二乙醇单异丙醇胺，四(2-羟基丙基)乙二胺溶在水中，混合均匀，即得产品4。
性能评价
将实施例提供的激发剂按照水泥用量的千分之一加入水泥中，作为实验组，将未添加激发剂的水泥作用空白组，其中水泥的标准配方为95wt％熟料、5wt％石膏、本发明试验用水泥矿粉75wt％，石膏5wt％，钢渣粉20wt％作为水泥配方，进行下述实验。
1、强度：按照水泥取样方法GB/T 12573对水泥进行取样，按照水泥性能检测的试验方法测定水泥的物理性能。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，在强度测试时，通过将每个实验组和空白组制成3块试样，测试抗折强度后，将折断得到的6块试样进行抗压强度，取平均值作为最终的抗折强度和抗压强度，其中早期强度每个试样结果见表1，早期强度和后期强度结果见表2。
表1
表2
由测试结果可知，本发明提供的激发剂可用于水泥生产，促进水泥的早期和后期强度，从而减少水泥孰料的用量，促进节能减排。
Claims (10)
1.一种降低水泥孰料用量的水泥活性激发剂，其特征在于，所述激发剂的制备原料按重量百分数计，包括三羟基醇胺5～15wt％，四羟基醇胺3～12wt％、硫氰酸盐3～15wt％、糖类多元醇0.5～5wt％、余量的水。
2.根据权利要求1所述的降低水泥孰料用量的水泥活性激发剂，其特征在于，所述激发剂的制备原料按重量百分数计，包括三羟基醇胺7～12wt％，四羟基醇胺4～9wt％、硫氰酸盐5～10wt％、糖类多元醇1～3wt％、余量的水。
3.根据权利要求1所述的降低水泥孰料用量的水泥活性激发剂，其特征在于，所述三羟基醇胺选自三乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺、三异丙醇胺中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的降低水泥孰料用量的水泥活性激发剂，其特征在于，所述三羟基醇胺包括三乙醇胺、和二乙醇单异丙醇胺、三异丙醇胺中的至少一种，重量比为4～7：3～5。
5.根据权利要求1所述的降低水泥孰料用量的水泥活性激发剂，其特征在于，所述四羟基醇胺选自四羟乙基乙二胺、四(2-羟基丙基)乙二胺、三羟丙基羟乙基乙二胺中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的降低水泥孰料用量的水泥活性激发剂，其特征在于，所述四羟基醇胺包括四羟乙基乙二胺，和四(2-羟基丙基)乙二胺、三羟丙基羟乙基乙二胺中的至少一种，重量比为3～6：1～3。
7.根据权利要求1所述的降低水泥孰料用量的水泥活性激发剂，其特征在于，所述硫氰酸盐选自硫氰酸钠、硫氰酸钾、硫氰酸锂中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的降低水泥孰料用量的水泥活性激发剂，其特征在于，所述糖类多元醇选自糖蜜、葡萄糖、蔗糖、纤维素醚中的一种或多种。
9.根据权利要求1～8任意一项所述的降低水泥孰料用量的水泥活性激发剂，其特征在于，所述激发剂的制备原料按重量百分数计，还包括0.1～0.3wt％聚羧酸盐，所述聚羧酸盐选自聚羧酸钠、聚羧酸钾、聚羧酸铵中的一种或多种。
10.一种根据权利要求1～9任意一项所述的降低水泥孰料用量的水泥活性激发剂的制备方法，其特征在于，包括：将激发剂的制备原料混合，得到所述激发剂。
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| CN202111036818.5A Pending CN114956650A (zh) | 2021-09-06 | 2021-09-06 | 降低水泥孰料用量的水泥活性激发剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114956650A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003071466A (ja) * | 2001-09-06 | 2003-03-11 | Grace Chemicals Kk | セメント排水の分離方法 |
| CN102344256A (zh) * | 2011-07-14 | 2012-02-08 | 山东华伟银凯建材科技股份有限公司 | 混凝土用大掺量工业废渣粉激发增强剂及其制法 |
| CN111116080A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-05-08 | 杭州斯曼特建材科技有限公司 | 一种碳酸钙专业助磨剂及其制备方法 |
| CN113185183A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-07-30 | 赵佳男 | 一种水泥矿化剂及其制备方法 |
-
2021
- 2021-09-06 CN CN202111036818.5A patent/CN114956650A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003071466A (ja) * | 2001-09-06 | 2003-03-11 | Grace Chemicals Kk | セメント排水の分離方法 |
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