CN115159893B - 一种绿色环保水泥减水剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种绿色环保水泥减水剂的制备方法，属于减水剂制备技术领域，它解决了现有不便于存放运输、分散性受限等技术问题。本绿色环保水泥减水剂的制备方法，包括以下步骤：将硅酸铝钙、硫酸钙加入到粉碎机中，进行粉碎并过滤，得混合粉末；将混合粉末加热至700‑900℃，保温30‑80min，然后再加入水溶性壳聚糖稀土、硅酸镁铝进行搅拌混合，并加入水，形成水溶液；将水溶液在90‑150℃下保温30‑50min，然后蒸发析出固体，然后进行粉碎后，再次加入水进行溶解，并在60‑120℃下保温30‑50min，然后再蒸发析出固体，并进行粉碎，得到混合料。本发明具有减水剂在便于存放运输的同时，进一步的提高水泥的分散性和流动性的优点。
Description
技术领域
本发明属于减水剂制备技术领域，涉及一种减水剂，特别是一种绿色环保水泥减水剂的制备方法。
背景技术
减水剂通常是一种表面活性剂，属阴离子型表面活性剂。一方面，吸附于水泥颗粒表面使颗粒显示电性能，颗粒间由于带相同电荷而相互排斥，使水泥颗粒被分散而释放颗粒间多余的水分而产生减水作用。另一方面，由于加入减水剂后，水泥颗粒表面形成吸咐膜，影响水泥的水化速度，使水泥石晶体的生长更为完善，减少水分蒸发的毛细空隙，网络结构更为致密，提高了水泥砂浆的硬度和结构致密性。
经检索，如中国专利文献公开了一种水泥高相容性的减水剂【申请号：202010867459.7；公开号：CN 111943559 B】。这种减水剂，包含组分A和组分B，所述组分A由以下原料混合而成：异戊烯醇聚氧乙烯醚、还原剂、丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、链转移剂、聚乙二醇二丙烯酸酯、氧化剂和水，在保持减水剂减水性不恶化的情况下，改善了混凝土与减水剂的相容性，降低水化速度，提高流动性，具有十分优良的使用效果。
该专利中公开的减水剂虽然改善了混凝土与减水剂的相容性，但是，该减水剂具有两种组分，不便于进行存放和运输，并且使用比较麻烦，而且对于水泥的分散性和流动性改善有限。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种绿色环保水泥减水剂的制备方法，该发明要解决的技术问题是：如何实现减水剂在便于存放运输的同时，进一步的提高水泥的分散性和流动性。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种绿色环保水泥减水剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将硅酸铝钙、硫酸钙加入到粉碎机中，进行粉碎并过滤，得混合粉末；
步骤二、将混合粉末加热至700-900℃，保温30-80min，然后再加入水溶性壳聚糖稀土、硅酸镁铝进行搅拌混合，并加入水，形成水溶液；
步骤三、将水溶液在90-150℃下保温30-50min，然后蒸发析出固体，然后进行粉碎后，再次加入水进行溶解，并在60-120℃下保温30-50min，然后再蒸发析出固体，并进行粉碎，得到混合料；
步骤四、将萘系减水剂、异戊烯醇聚氧乙烯醚和水加入到反应釜内，在30-60℃下进行搅拌溶解，得到第一混合液；
步骤五、步骤三中的部分混合料加入到混合液中，并加入葡萄糖和轻质碳酸钙，在90-130℃下反应10-30min，得到第二混合液；
步骤六、将剩余的混合料加入到第二混合液中，混匀浸渍 30-60min后，加热到110-150℃，反应80-150min后，进行蒸发析出固体，并将固体进行粉碎过滤，得减水剂粉末。
萘系减水剂的原材料包括精萘、浓硫酸、水、氢氧化钠。
所述步骤一中硅酸铝钙和硫酸钙的质量比为1.1:1.8。
轻质碳酸钙的中值粒径为1-10μm，比表面积为0.5-2.5m2/g。
所述步骤一中过滤时采用250-400目筛网。
所述步骤一到步骤六所采用的装置为一体化减水剂制备装置，所述一体化减水剂制备装置包括底座，底座的上侧固有搅拌箱，搅拌箱的上端设置有加料口，搅拌箱的内部设置有隔板，隔板将搅拌箱分隔成搅拌腔和过滤腔，隔板上设置有下料口，下料口内设置有控制阀，过滤腔的内部设置有过滤网，搅拌箱的底部固定有驱动电机，驱动电机的输出轴端固定有驱动轴，驱动轴伸进搅拌箱内并固都有搅拌轴，搅拌轴位于搅拌腔内，搅拌轴为方形结构，搅拌轴的左右两侧滑动连接有密封罩，密封罩的外侧，搅拌轴内开设有传动腔和驱动腔，传动腔左右两侧开设有导向滑槽，导向滑槽内滑动连接有移动板，移动板的两端与密封罩固定连接，移动板的后侧固定有支杆，支杆的下端通过旋转件连接有转动杆，转动杆的中部和支杆的中部之间连接有第一拉簧，转动杆的固定有安装柱，安装柱的两端分别固定有第一螺纹座和第二螺纹座，传动腔的内部转动连接有第一螺纹杆和第二螺纹杆，所述第一螺纹杆与第一螺纹座配合，第二螺纹杆与第二螺纹座配合，传动腔的上下两端分别设置有第一倾斜导向块和第二倾斜导向块，第一螺纹杆和第二螺纹杆的上端伸进驱动腔内，搅拌箱的内部上端固定有传动轴，传动轴的下端伸进传动腔内并固定有第一齿轮，第一螺纹杆上设置有与第一齿轮配合的第二齿轮，第一螺纹杆上还固定有第三齿轮，第二螺纹杆上固定有第四齿轮，第三齿轮与第四齿轮啮合，密封罩的外侧固定有切换组件，切换组件上设置有搅拌叶，搅拌叶的上下两侧设置有刀片，密封罩的内部设置有加热组件。
采用以上结构，在初始状态时，搅拌叶处于水平状态，使得粉碎到位于搅拌叶的前后两侧，在工作时，首先将硅酸铝钙、硫酸钙加入到搅拌腔内，开启驱动电机，驱动电机通过驱动轴带动搅拌轴旋转，搅拌轴带动粉碎刀旋转，对物料进行粉碎，在搅拌轴旋转时，在传动轴和第一齿轮的作用下，会通过第二齿轮带动第一螺纹杆转动，第一螺纹杆通过第一螺纹座带动移动板向上运动，从而使得移动板通过密封罩带动粉碎刀上移，当旋转杆与第二倾斜导向块接触后，在第二倾斜导向块的作用下，旋转杆向左转动，当旋转杆竖直后再向左转动，就会在拉簧的作用下迅速左移，从而使得第一螺纹座脱离第一螺纹杆，而第二螺纹座与第二螺纹杆配合，在第一螺纹杆转动时，会通过第三齿轮和第四齿轮带动第二螺纹杆反转，从而使得第二螺纹杆通过第二螺纹座带动移动板下移，实现粉碎刀的下移，在旋转杆与第一倾斜导向座接触后，又会使得第二螺纹座脱离第二螺纹杆，并使得第一螺纹座与第一螺纹杆配合，使得第一螺纹杆带动粉碎刀上移，如此循环，在粉碎刀旋转的同时，使得粉碎刀往复升降，极大的提高了粉碎的效率和粉碎的效果，粉碎完成后，打开控制阀，使得物料进入到过滤腔内，利用过滤网进行过滤，得到混合粉末，然后将混合粉末再次送入到搅拌腔内，利用加热组件将混合粉末加热至 700-900℃，保温30-80min，然后再加入水溶性壳聚糖稀土、硅酸镁铝，此时，通过切换组件使得搅拌叶片旋转90°，使得粉碎刀位于搅拌叶片的上下两侧，然后开启驱动电机，使得搅拌叶片对物料进行搅拌混合，并在搅拌过程中加入水，形成水溶液，而搅拌叶的工作方式和粉碎刀相同，可以保证搅拌的效果，然后将水溶液在90-150℃下保温30-50min，然后蒸发析出固体，然后通过切换组件使得搅拌叶水平，利用粉碎刀进行粉碎后，再次加入水进行溶解，并在60-120℃下保温30-50min，然后再蒸发析出固体，并进行粉碎，得到混合料，此时将萘系减水剂、异戊烯醇聚氧乙烯醚和水加入到反应釜内，并利用切换组件使得搅拌叶旋转 90°，在30-60℃下进行搅拌溶解，得到第一混合液，然后将过滤腔中的部分混合料加入到混合液中，并加入葡萄糖和轻质碳酸钙，在90-130℃下反应10-30min，得到第二混合液；最后将剩余的混合料加入到第二混合液中，混匀浸渍30-60min后，加热到 110-150℃，反应80-150min后，进行蒸发析出固体，并将固体进行粉碎，粉碎完成后，利用过滤网进行过滤，得减水剂粉末。
所述切换组件包括安装座，安装座与密封罩固定连接，安装座的内部开设有安装槽，安装槽的内部固定有旋转电机，旋转电机输出轴端固定有伸缩杆，伸缩杆的另一端固定有切换座，切换座的另一端与搅拌叶固定连接，安装槽的内部固定有第一电磁铁，切换座上固定有第二电磁铁，第一电磁铁和第二电磁铁之间设置有第二拉簧。
采用以上结构，在切换搅拌叶的状态时，第一电磁铁和第二电磁铁通电，利用同极互斥，使得切换座脱离安装座，然后利用旋转电机使得切换座带动搅拌叶旋转90°后，第一电磁铁和第二电磁铁断电，在第二拉簧的作用下，使得切换座进入到安装槽内，利用切换座与安装槽的配合对搅拌叶进行限位，从而在对搅拌叶状态切换的同时，可以保证搅拌叶在调整完成后的稳定性。
所述底座上设置有输料机构，输料机构上设置有第一抽料管、第二抽料管和送料管，第一抽料管与过滤腔的下端连通，第二抽料管与过滤腔内过滤网上侧空间连通，送料管与搅拌腔的上部连通。
采用以上结构，在粉碎工作时，可以利用过滤网对物料进行过滤，不合格的物料通过第二抽料管进入到输料机构上，并利用输料机构送入到搅拌腔内重新进行粉碎，从而保证粉碎的质量，而在需要将混合料加入到搅拌腔内时，可以利用第一抽料管将过滤合格的物料抽入到输料机构内，并利用送料管送入到搅拌腔内进行使用，进一步的提高工作的自动化程度。
所述密封罩的上端连通有通气管，搅拌箱的内部上端固定有环形送气座，环形送气座的下侧转动连接有环形送气罩，通气管的上端与环形送气罩连通，环形送气座上设置有进气管，密封罩上开设有通气口，通气口的外侧开设有密封口，密封口内滑动连接有密封塞，密封塞上固定有滑杆，滑杆的另一端伸进密封罩内并固定有挡板，滑杆的外周套设有第三拉簧，第三拉簧的一端与挡板固定连接，第三拉簧的另一端与密封罩固定连接。
采用以上结构，在对析出固体时，首先利用加热组件进行加热蒸发，当液体蒸发一定程度后，可以利用进气管冲入气体，气体通过环形送气座、环形送气罩和通气管进入到密封罩内，从而对气体进行加热，此时由于密封罩内的压强变大，会对密封塞进行挤压，从而使得密封塞脱离密封口，使得加热气体进入到搅拌腔内，利用加热气体快速带走搅拌腔内的水分，不仅可以提高固体析出的速度，而且可以保证加热的均匀性，提高固体析出的质量，并且可以利用加热气体对搅拌轴内部进行干燥，实现对装置的保护。
与现有技术相比，本绿色环保水泥减水剂的制备方法具有以下优点：
1、本发明的绿色环保水泥减水剂的制备方法，搭配科学合理，工艺步骤之间相互配合，在保证生产效率的同时，可以提高减水剂对水泥的分散性和流动性改善效果，同时利用水溶性壳聚糖稀土、硅酸镁铝的加入，使得减水剂可以生产成粉末状，直接装袋储存即可，使得减水剂便于进行存放和运输，具有十分优良的使用效果。
2、一体化减水剂制备设备的设置，利用粉碎刀和搅拌叶的角度变化，实现粉碎搅拌一体化作业，从而实现在同一个设备中，就可以完成减水剂的全部生产步骤，降低了设备的使用成本，并且不需要在减水剂的制备过程中对原料进行转移，不会受到外界因素的影响，提高减水剂生产的质量。
3、搅拌轴和密封罩的结构设置，在粉碎刀和搅拌叶旋转的同时，可以利用第一螺纹杆、第二螺纹杆、第一螺纹座和第二螺纹座的配合，实现粉碎刀和搅拌叶的上下往复运动，从而极大的提高了对物料的混合和粉碎效果。
4、输料机构的设置，在粉碎工作时，可以利用过滤网对物料进行过滤，不合格的物料通过第二抽料管进入到输料机构上，并利用输料机构送入到搅拌腔内重新进行粉碎，从而保证粉碎的质量，而在需要将混合料加入到搅拌腔内时，可以利用第一抽料管将过滤合格的物料抽入到输料机构内，并利用送料管送入到搅拌腔内进行使用，进一步的提高工作的自动化程度。
5、环形送气罩和环形送气座等结构的设置，在对析出固体时，首先利用加热组件进行加热蒸发，当液体蒸发一定程度后，可以利用进气管冲入气体，气体通过环形送气座、环形送气罩和通气管进入到密封罩内，从而对气体进行加热，此时由于密封罩内的压强变大，会对密封塞进行挤压，从而使得密封塞脱离密封口，使得加热气体进入到搅拌腔内，利用加热气体快速带走搅拌腔内的水分，不仅可以提高固体析出的速度，而且可以保证加热的均匀性，提高固体析出的质量，并且可以利用加热气体对搅拌轴内部进行干燥，实现对装置的保护。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
图2是本发明中试验表格。
图3是本发明中一体化减水剂制备设备的立体结构示意图。
图4是本发明中一体化减水剂制备设备的内部结构示意图。
图5是本发明中搅拌轴的内部结构示意图。
图6是本发明中搅拌轴的剖面结构示意图。
图7是本发明中切换组件的结构示意图。
图8是本发明中搅拌叶的结构示意图。
图9是图4中A处的局部放大图。
图10是图5中B处的局部放大图。
图中，1、底座；2、搅拌箱；3、输料机构；4、加料口；5、驱动电机；6、隔板；7、下料口；8、搅拌腔；9、过滤腔；10、驱动轴；11、搅拌轴；12、密封罩；13、传动腔；14、驱动腔； 15、传动轴；16、第一齿轮；17、第二齿轮；18、第一螺纹杆； 19、第三齿轮；20、第四齿轮；21、第二螺纹杆；22、移动板； 23、第一倾斜导向块；24、第二倾斜导向块；25、加热器；26、通气管；27、支杆；28、转动件；29、转动杆；30、第一拉簧； 31、安装柱；32、第一螺纹座；33、第二螺纹座；34、安装座； 35、安装槽；36、旋转电机；37、伸缩杆；38、切换座；39、搅拌叶；40、粉碎刀；41、第一电磁铁；42、第二拉簧；43、第二电磁铁；44、进气管；45、环形送气座；46、环形送气罩；47、密封口；48、密封塞；49、通气口；50、滑杆；51、挡板；52、第三拉簧。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
如图1所示，本绿色环保水泥减水剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将硅酸铝钙、硫酸钙加入到粉碎机中，进行粉碎并过滤，得混合粉末；
步骤二、将混合粉末加热至800℃，保温55min，然后再加入水溶性壳聚糖稀土、硅酸镁铝进行搅拌混合，并加入水，形成水溶液；
步骤三、将水溶液在120℃下保温40min，然后蒸发析出固体，然后进行粉碎后，再次加入水进行溶解，并在90℃下保温40min，然后再蒸发析出固体，并进行粉碎，得到混合料；
步骤四、将萘系减水剂、异戊烯醇聚氧乙烯醚和水加入到反应釜内，在45℃下进行搅拌溶解，得到第一混合液；
步骤五、步骤三中的部分混合料加入到混合液中，并加入葡萄糖和轻质碳酸钙，在105℃下反应20min，得到第二混合液；
步骤六、将剩余的混合料加入到第二混合液中，混匀浸渍 45min后，加热到130℃，反应115min后，进行蒸发析出固体，并将固体进行粉碎过滤，得减水剂粉末。
萘系减水剂的原材料包括精萘、浓硫酸、水、氢氧化钠。
所述步骤一中硅酸铝钙和硫酸钙的质量比为1.1:1.8。
轻质碳酸钙的中值粒径为1-10μm，比表面积为1.5m2/g。
所述步骤一中过滤时采用300目筛网。
实施例二
如图1所示，本绿色环保水泥减水剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将硅酸铝钙、硫酸钙加入到粉碎机中，进行粉碎并过滤，得混合粉末；
步骤二、将混合粉末加热至800℃，保温55min，然后再加入水溶性壳聚糖稀土、硅酸镁铝进行搅拌混合，并加入水，形成水溶液；
步骤三、将水溶液在120℃下保温40min，然后蒸发析出固体，然后进行粉碎后，再次加入水进行溶解，并在90℃下保温40min，然后再蒸发析出固体，并进行粉碎，得到混合料；
步骤四、将萘系减水剂、异戊烯醇聚氧乙烯醚和水加入到反应釜内，在45℃下进行搅拌溶解，得到第一混合液；
步骤五、步骤三中的部分混合料加入到混合液中，并加入葡萄糖和轻质碳酸钙，在105℃下反应20min，得到第二混合液；
步骤六、将剩余的混合料加入到第二混合液中，混匀浸渍 45min后，加热到130℃，反应115min后，进行蒸发析出固体，并将固体进行粉碎过滤，得减水剂粉末。
萘系减水剂的原材料包括精萘、浓硫酸、水、氢氧化钠。
所述步骤一中硅酸铝钙和硫酸钙的质量比为1.1:1.8。
轻质碳酸钙的中值粒径为1-10μm，比表面积为1.5m2/g。
所述步骤一中过滤时采用300目筛网。
如图3-10所示，所述步骤一到步骤六所采用的装置为一体化减水剂制备装置，所述一体化减水剂制备装置包括底座1，底座1 的上侧固有搅拌箱2，搅拌箱2的上端设置有加料口4，搅拌箱2 的内部设置有隔板6，隔板6将搅拌箱2分隔成搅拌腔8和过滤腔9，隔板6上设置有下料口7，下料口7内设置有控制阀，过滤腔9的内部设置有过滤网，搅拌箱2的底部固定有驱动电机5，驱动电机5的输出轴端固定有驱动轴10，驱动轴10伸进搅拌箱2 内并固都有搅拌轴11，搅拌轴11位于搅拌腔8内，搅拌轴11为方形结构，搅拌轴11的左右两侧滑动连接有密封罩12，密封罩 12的外侧，搅拌轴11内开设有传动腔13和驱动腔14，传动
腔左右两侧开设有导向滑槽，导向滑槽内滑动连接有移动板 22，移动板22的两端与密封罩12固定连接，移动板22的后侧固定有支杆27，支杆27的下端通过旋转件连接有转动杆29，转动杆29的中部和支杆27的中部之间连接有第一拉簧30，转动杆29 的固定有安装柱31，安装柱31的两端分别固定有第一螺纹座32 和第二螺纹座33，传动腔13的内部转动连接有第一螺纹杆18和第二螺纹杆21，所述第一螺纹杆18与第一螺纹座32配合，第二螺纹杆21与第二螺纹座33配合，传动腔13的上下两端分别设置有第一倾斜导向块23和第二倾斜导向块24，第一螺纹杆18和第二螺纹杆21的上端伸进驱动腔14内，搅拌箱2的内部上端固定有传动轴15，传动轴15的下端伸进传动腔13内并固定有第一齿轮16，第一螺纹杆18上设置有与第一齿轮16配合的第二齿轮17，第一螺纹杆18上还固定有第三齿轮19，第二螺纹杆21上固定有第四齿轮20，第三齿轮19与第四齿轮20啮合，密封罩12的外侧固定有切换组件，切换组件上设置有搅拌叶39，搅拌叶39的上下两侧设置有刀片，密封罩12的内部设置有加热组件。
采用以上结构，在初始状态时，搅拌叶39处于水平状态，使得粉碎到位于搅拌叶39的前后两侧，在工作时，首先将硅酸铝钙、硫酸钙加入到搅拌腔8内，开启驱动电机5，驱动电机5通过驱动轴10带动搅拌轴11旋转，搅拌轴11带动粉碎刀40旋转，对物料进行粉碎，在搅拌轴11旋转时，在传动轴15和第一齿轮16 的作用下，会通过第二齿轮17带动第一螺纹杆18转动，第一螺纹杆18通过第一螺纹座32带动移动板22向上运动，从而使得移动板22通过密封罩12带动粉碎刀40上移，当旋转杆与第二倾斜导向块24接触后，在第二倾斜导向块24的作用下，旋转杆向左转动，当旋转杆竖直后再向左转动，就会在拉簧的作用下迅速左移，从而使得第一螺纹座32脱离第一螺纹杆18，而第二螺纹座 33与第二螺纹杆21配合，在第一螺纹杆18转动时，会通过第三齿轮19和第四齿轮20带动第二螺纹杆21反转，从而使得第二螺纹杆21通过第二螺纹座33带动移动板22下移，实现粉碎刀40 的下移，在旋转杆与第一倾斜导向座接触后，又会使得第二螺纹座33脱离第二螺纹杆21，并使得第一螺纹座32与第一螺纹杆18 配合，使得第一螺纹杆18带动粉碎刀40上移，如此循环，在粉碎刀40旋转的同时，使得粉碎刀40往复升降，极大的提高了粉碎的效率和粉碎的效果，粉碎完成后，打开控制阀，使得物料进入到过滤腔9内，利用过滤网进行过滤，得到混合粉末，然后将混合粉末再次送入到搅拌腔8内，利用加热组件将混合粉末加热至800℃，保温55min，然后再加入水溶性壳聚糖稀土、硅酸镁铝，此时，通过切换组件使得搅拌叶39片旋转90°，使得粉碎刀40 位于搅拌叶39片的上下两侧，然后开启驱动电机5，使得搅拌叶 39片对物料进行搅拌混合，并在搅拌过程中加入水，形成水溶液，而搅拌叶39的工作方式和粉碎刀40相同，可以保证搅拌的效果，然后将水溶液在120℃下保温40min，然后蒸发析出固体，然后通过切换组件使得搅拌叶39水平，利用粉碎刀40进行粉碎后，再次加入水进行溶解，并在90℃下保温40min，然后再蒸发析出固体，并进行粉碎，得到混合料，此时将萘系减水剂、异戊烯醇聚氧乙烯醚和水加入到反应釜内，并利用切换组件使得搅拌叶39 旋转90°，在45℃下进行搅拌溶解，得到第一混合液，然后将过滤腔9中的部分混合料加入到混合液中，并加入葡萄糖和轻质碳酸钙，在115℃下反应20min，得到第二混合液；最后将剩余的混合料加入到第二混合液中，混匀浸渍45min后，加热到130℃，反应115min后，进行蒸发析出固体，并将固体进行粉碎，粉碎完成后，利用过滤网进行过滤，得减水剂粉末。
所述切换组件包括安装座34，安装座34与密封罩12固定连接，安装座34的内部开设有安装槽35，安装槽35的内部固定有旋转电机36，旋转电机36输出轴端固定有伸缩杆37，伸缩杆37 的另一端固定有切换座38，切换座38的另一端与搅拌叶39固定连接，安装槽35的内部固定有第一电磁铁41，切换座38上固定有第二电磁铁43，第一电磁铁41和第二电磁铁43之间设置有第二拉簧42。
采用以上结构，在切换搅拌叶39的状态时，第一电磁铁41 和第二电磁铁43通电，利用同极互斥，使得切换座38脱离安装座34，然后利用旋转电机36使得切换座38带动搅拌叶39旋转 90°后，第一电磁铁41和第二电磁铁43断电，在第二拉簧42的作用下，使得切换座38进入到安装槽35内，利用切换座38与安装槽35的配合对搅拌叶39进行限位，从而在对搅拌叶39状态切换的同时，可以保证搅拌叶39在调整完成后的稳定性。
所述底座1上设置有输料机构3，输料机构3上设置有第一抽料管、第二抽料管和送料管，第一抽料管与过滤腔9的下端连通，第二抽料管与过滤腔9内过滤网上侧空间连通，送料管与搅拌腔8的上部连通。
采用以上结构，在粉碎工作时，可以利用过滤网对物料进行过滤，不合格的物料通过第二抽料管进入到输料机构3上，并利用输料机构3送入到搅拌腔8内重新进行粉碎，从而保证粉碎的质量，而在需要将混合料加入到搅拌腔8内时，可以利用第一抽料管将过滤合格的物料抽入到输料机构3内，并利用送料管送入到搅拌腔8内进行使用，进一步的提高工作的自动化程度。
所述密封罩12的上端连通有通气管26，搅拌箱2的内部上端固定有环形送气座45，环形送气座45的下侧转动连接有环形送气罩46，通气管26的上端与环形送气罩46连通，环形送气座 45上设置有进气管44，密封罩12上开设有通气口49，通气口49 的外侧开设有密封口47，密封口47内滑动连接有密封塞48，密封塞48上固定有滑杆50，滑杆50的另一端伸进密封罩12内并固定有挡板51，滑杆50的外周套设有第三拉簧52，第三拉簧52 的一端与挡板51固定连接，第三拉簧52的另一端与密封罩12 固定连接。
采用以上结构，在对析出固体时，首先利用加热组件进行加热蒸发，当液体蒸发一定程度后，可以利用进气管44冲入气体，气体通过环形送气座45、环形送气罩46和通气管26进入到密封罩12内，从而对气体进行加热，此时由于密封罩12内的压强变大，会对密封塞48进行挤压，从而使得密封塞48脱离密封口47，使得加热气体进入到搅拌腔8内，利用加热气体快速带走搅拌腔 8内的水分，不仅可以提高固体析出的速度，而且可以保证加热的均匀性，提高固体析出的质量，并且可以利用加热气体对搅拌轴11内部进行干燥，实现对装置的保护。
实施例三
如图1所示，本绿色环保水泥减水剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将硅酸铝钙、硫酸钙加入到粉碎机中，进行粉碎并过滤，得混合粉末；
步骤二、将混合粉末加热至700℃，保温30min，然后再加入水溶性壳聚糖稀土、硅酸镁铝进行搅拌混合，并加入水，形成水溶液；
步骤三、将水溶液在150℃下保温50min，然后蒸发析出固体，然后进行粉碎后，再次加入水进行溶解，并在110℃下保温30min，然后再蒸发析出固体，并进行粉碎，得到混合料；
步骤四、将萘系减水剂、异戊烯醇聚氧乙烯醚和水加入到反应釜内，在35℃下进行搅拌溶解，得到第一混合液；
步骤五、步骤三中的部分混合料加入到混合液中，并加入葡萄糖和轻质碳酸钙，在120℃下反应15min，得到第二混合液；
步骤六、将剩余的混合料加入到第二混合液中，混匀浸渍 30min后，加热到120℃，反应150min后，进行蒸发析出固体，并将固体进行粉碎过滤，得减水剂粉末。
萘系减水剂的原材料包括精萘、浓硫酸、水、氢氧化钠。
所述步骤一中硅酸铝钙和硫酸钙的质量比为1.1:1.8。
轻质碳酸钙的中值粒径为1-10μm，比表面积为0.8m2/g。
所述步骤一中过滤时采用250目筛网。
本实施例中的绿色环保减水剂的制备方法所采用的一体化减水剂制备设备与实施例二中的设备相同，不同点在于工艺中各原料的配比不同。
实施例四
如图1所示，本绿色环保水泥减水剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将硅酸铝钙、硫酸钙加入到粉碎机中，进行粉碎并过滤，得混合粉末；
步骤二、将混合粉末加热至900℃，保温80min，然后再加入水溶性壳聚糖稀土、硅酸镁铝进行搅拌混合，并加入水，形成水溶液；
步骤三、将水溶液在140℃下保温45min，然后蒸发析出固体，然后进行粉碎后，再次加入水进行溶解，并在115℃下保温35min，然后再蒸发析出固体，并进行粉碎，得到混合料；
步骤四、将萘系减水剂、异戊烯醇聚氧乙烯醚和水加入到反应釜内，在30℃下进行搅拌溶解，得到第一混合液；
步骤五、步骤三中的部分混合料加入到混合液中，并加入葡萄糖和轻质碳酸钙，在130℃下反应28min，得到第二混合液；
步骤六、将剩余的混合料加入到第二混合液中，混匀浸渍 52min后，加热到140℃，反应95min后，进行蒸发析出固体，并将固体进行粉碎过滤，得减水剂粉末。
萘系减水剂的原材料包括精萘、浓硫酸、水、氢氧化钠。
所述步骤一中硅酸铝钙和硫酸钙的质量比为1.1:1.8。
轻质碳酸钙的中值粒径为1-10μm，比表面积为2.3m2/g。
所述步骤一中过滤时采用400目筛网。
本实施例中的绿色环保减水剂的制备方法所采用的一体化减水剂制备设备与实施例二中的设备相同，不同点在于工艺中各原料的配比不同。
实验例
将实施例1-4制备得到的减水剂和对比例市面上购买的液体的萘系减水剂应用于同款水泥中，其中各个减水剂的添加量一致，添加量为0.12wt％，按照国家标准GB/T 8077-2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》测试其分散性，测试结果如下表：
| 0h | 1h | 2h | |
| 实施例一 | 238 | 215 | 203 |
| 实施例二 | 251 | 232 | 219 |
| 实施例三 | 246 | 226 | 209 |
| 实施例四 | 243 | 218 | 204 |
| 对比例 | 194 | 168 | 147 |
根据上表中的试验数据可知，本发明的绿色环保水泥减水剂与市场上现有的萘系减水剂相比，在对提高水泥分散性上具有极大的改善。
实施例一和实施例二中仅制备的步骤一至步骤六的制备设备不同，实施例二制备的减水剂的分散性明显高于实施例一，因此，使用本发明中的一体化减水剂制备装置，可以全面的提升减水剂的分散性。
实施例三、实施例四与实施例二相比，仅加工的条件不同，生产步骤使用的设备均相同，实施例三和实施例四制备的减水剂的分散性均低于实施例二制备的减水剂的分散性，由此可以看出，加工的条件不同，也会对减水剂的分散性造成影响。
本发明的绿色环保水泥减水剂的制备方法，搭配科学合理，工艺步骤之间相互配合，在保证生产效率的同时，可以提高减水剂对水泥的分散性和流动性改善效果，同时利用水溶性壳聚糖稀土、硅酸镁铝的加入，使得减水剂可以生产成粉末状，直接装袋储存即可，使得减水剂便于进行存放和运输，具有十分优良的使用效果。
一体化减水剂制备设备的设置，利用粉碎刀和搅拌叶的角度变化，实现粉碎搅拌一体化作业，从而实现在同一个设备中，就可以完成减水剂的全部生产步骤，降低了设备的使用成本，并且不需要在减水剂的制备过程中对原料进行转移，不会受到外界因素的影响，提高减水剂生产的质量。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (8)
1.一种绿色环保水泥减水剂的制备方法，其特征在于，该制备方法采用一体化减水剂制备装置制备而成，包括以下步骤：
步骤一、将硅酸铝钙、硫酸钙加入到一体化减水剂制备装置中，进行粉碎并过滤，得混合粉末；
步骤二、将混合粉末加热至700-900℃，保温30-80min，然后再加入水溶性壳聚糖稀土、硅酸镁铝进行搅拌混合，并加入水，形成水溶液；
步骤三、将水溶液在90-150℃下保温30-50min，然后蒸发析出固体，然后进行粉碎后，再次加入水进行溶解，并在60-120℃下保温30-50min，然后再蒸发析出固体，并进行粉碎，得到混合料；
步骤四、将萘系减水剂、异戊烯醇聚氧乙烯醚和水加入到反应釜内，在30-60℃下进行搅拌溶解，得到第一混合液；
步骤五、步骤三中的部分混合料加入到混合液中，并加入葡萄糖和轻质碳酸钙，在90-130℃下反应10-30min，得到第二混合液；
步骤六、将剩余的混合料加入到第二混合液中，混匀浸渍30-60min后，加热到110-150℃，反应80-150min后，进行蒸发析出固体，并将固体进行粉碎过滤，得减水剂粉末；
所述一体化减水剂制备装置包括底座(1)，底座(1)的上侧固有搅拌箱(2)，搅拌箱(2)的上端设置有加料口(4)，搅拌箱(2)的内部设置有隔板(6)，隔板(6)将搅拌箱(2)分隔成搅拌腔(8)和过滤腔(9)，隔板(6)上设置有下料口(7)，下料口(7)内设置有控制阀，过滤腔(9)的内部设置有过滤网，搅拌箱(2)的底部固定有驱动电机(5)，驱动电机(5)的输出轴端固定有驱动轴(10)，驱动轴(10)伸进搅拌箱(2)内并固都有搅拌轴(11)，搅拌轴(11)位于搅拌腔(8)内，搅拌轴(11)为方形结构，搅拌轴(11)的左右两侧滑动连接有密封罩(12)，密封罩(12)的外侧，搅拌轴(11)内开设有传动腔(13)和驱动腔(14)，传动腔左右两侧开设有导向滑槽，导向滑槽内滑动连接有移动板(22)，移动板(22)的两端与密封罩(12)固定连接，移动板(22)的后侧固定有支杆(27)，支杆(27)的下端通过旋转件连接有转动杆(29)，转动杆(29)的中部和支杆(27)的中部之间连接有第一拉簧(30)，转动杆(29)的固定有安装柱(31)，安装柱(31)的两端分别固定有第一螺纹座(32)和第二螺纹座(33)，传动腔(13)的内部转动连接有第一螺纹杆(18)和第二螺纹杆(21)，所述第一螺纹杆(18)与第一螺纹座(32)配合，第二螺纹杆(21)与第二螺纹座(33)配合，传动腔(13)的上下两端分别设置有第一倾斜导向块(23)和第二倾斜导向块(24)，第一螺纹杆(18)和第二螺纹杆(21)的上端伸进驱动腔(14)内，搅拌箱(2)的内部上端固定有传动轴(15)，传动轴(15)的下端伸进传动腔(13)内并固定有第一齿轮(16)，第一螺纹杆(18)上设置有与第一齿轮(16)配合的第二齿轮(17)，第一螺纹杆 (18)上还固定有第三齿轮(19)，第二螺纹杆(21)上固定有第四齿轮(20)，第三齿轮(19)与第四齿轮(20)啮合，密封罩(12)的外侧固定有切换组件，切换组件上设置有搅拌叶(39)，搅拌叶(39)的上下两侧设置有刀片，密封罩(12)的内部设置有加热组件。
2.根据权利要求1所述的一种绿色环保水泥减水剂的制备方法，其特征在于，萘系减水剂的原材料包括精萘、浓硫酸、水、氢氧化钠。
3.根据权利要求1所述的一种绿色环保水泥减水剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中硅酸铝钙和硫酸钙的质量比为1.1:1.8。
4.根据权利要求1所述的一种绿色环保水泥减水剂的制备方法，其特征在于，轻质碳酸钙的中值粒径为1-10μm，比表面积为0.5-2.5m2/g。
5.根据权利要求1所述的一种绿色环保水泥减水剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中过滤时采用250-400目筛网。
6.根据权利要求1所述的一种绿色环保水泥减水剂的制备方法，其特征在于，所述切换组件包括安装座(34)，安装座(34)与密封罩(12)固定连接，安装座(34)的内部开设有安装槽(35)，安装槽(35)的内部固定有旋转电机(36)，旋转电机(36)输出轴端固定有伸缩杆(37)，伸缩杆(37)的另一端固定有切换座(38)，切换座(38)的另一端与搅拌叶(39)固定连接，安装槽(35)的内部固定有第一电磁铁(41)，切换座(38)上固定有第二电磁铁(43)，第一电磁铁(41)和第二电磁铁(43)之间设置有第二拉簧(42)。
7.根据权利要求6所述的一种绿色环保水泥减水剂的制备方法，其特征在于，所述底座(1)上设置有输料机构(3)，输料机构(3)上设置有第一抽料管、第二抽料管和送料管，第一抽料管与过滤腔(9)的下端连通，第二抽料管与过滤腔(9)内过滤网上侧空间连通，送料管与搅拌腔(8)的上部连通。
8.根据权利要求6所述的一种绿色环保水泥减水剂的制备方法，其特征在于，所述密封罩(12)的上端连通有通气管(26)，搅拌箱(2)的内部上端固定有环形送气座(45)，环形送气座(45)的下侧转动连接有环形送气罩(46)，通气管(26)的上端与环形送气罩(46)连通，环形送气座(45)上设置有进气管(44)，密封罩(12)上开设有通气口(49)，通气口(49)的外侧开设有密封口(47)，密封口(47)内滑动连接有密封塞(48)，密封塞(48)上固定有滑杆(50)，滑杆(50)的另一端伸进密封罩(12)内并固定有挡板(51)，滑杆(50)的外周套设有第三拉簧(52)，第三拉簧(52)的一端与挡板(51)固定连接，第三拉簧(52)的另一端与密封罩(12)固定连接。
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| CN111470802A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-07-31 | 海娇 | 一种粉末状水泥减水剂及其制备方法 |
| CN111943559A (zh) * | 2020-08-25 | 2020-11-17 | 湖南加美乐素新材料股份有限公司 | 一种水泥高相容性的减水剂 |
| CN111978002A (zh) * | 2020-09-03 | 2020-11-24 | 傅春英 | 一种高效环保混凝土减水剂及其制备方法 |
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2022
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