CN115231844A - 一种提高水泥早期强度型助磨剂及提高早期强度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高水泥早期强度型助磨剂及提高早期强度的方法，所述助磨剂由以下重量份的原料制成：醇胺化合物10‑50份、多元醇化合物30‑80份、无机盐化合物20‑40份、有机钠盐化合物5‑10份，糖蜜8‑20份，并公开了提高水泥早期强度的方法，在水泥粉磨生产中，通过离心泵将助磨剂成品掺入到球磨机的水泥磨头中，然后按照水泥生产量的0.05％‑0.1％调节助磨剂的流量，将助磨剂与水泥原料一同进入球磨机内进行粉磨得到水泥成品。本发明掺入了不含Cl离子的盐类，避免了Cl离子对水泥早期强度的影响，还能进一步提高水泥易磨性，实现合理控制水泥早期水化速度，同时还避免早期水化速度过快造成的水泥C‑S‑H凝胶形貌缺陷，获得更高的早期强度，提高了水泥质量。

Description

一种提高水泥早期强度型助磨剂及提高早期强度的方法
技术领域
本发明涉及水泥生产技术领域，尤其涉及一种提高水泥早期强度型助磨剂及提高早期强度的方法。
背景技术
由于我国工程施工速度快速推进，对于水泥的早期强度的要求也越来越高，因此早强型水泥受到施工方的青睐，传统的早强型水泥的早强度较常见有效的方法是在水泥中加入含Cl-和K+、Na+型的早强剂，来提高水泥早强剂，在短时间施工过程中，虽能显著提高水泥的早期强度，但同时也会给水泥和混凝土产生不良影响。如当Cl-含量过高时，会腐蚀钢筋等缺陷。随着水泥工业的结构调整，水泥粉磨系统逐步大型化，水泥助磨剂的推广应用越来越普及，水泥助磨剂是一种以醇胺为主要成分的外加剂，在水泥提产降耗方面具有显著效果。同时，助磨剂能改变水泥水化速度，在不影响水泥质量的情况下大幅度提高水泥强度；但目前市场上的醇胺类助磨剂对水泥后期(28d)胶砂强度贡献较大,但对水泥的早期(3d)强度增幅效果不明显，难以充分发挥其在节能减排的作用；为此发一款新型专用于提高P.O水泥早期强度的水泥助磨剂，对提高水泥质量和早期强度、增强市场竞争力有积极意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高水泥早期强度型助磨剂及提高水泥产量的方法，本发明掺入了不含Cl离子的盐类，避免了Cl离子对水泥早期强度的影响，还能进一步提高水泥易磨性，实现合理控制水泥早期水化速度，避免早期水化速度过快造成的水泥C-S-H凝胶形貌缺陷，获得更高的早期强度，并将其于球磨机磨头以水泥质量的0.05-0.1％掺入水泥中，从而提高水泥质量。为了实现上述目的，本发明采用以下技术效果：
根据本发明的一个方面，提供了一种提高水泥早期强度型助磨剂，所述强度型助磨剂由以下重量份的原料制成：醇胺化合物10-50份、多元醇化合物30-80份、无机盐化合物20-40份、有机钠盐化合物5-10份，糖蜜8-20份，所述无机盐化合物为硫酸钠、硫酸铝、亚硫酸钠、硝酸钠、硝酸钙、硫氰酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的一种或多种；所述强度型助磨剂制备过程按如下步骤进行：按重量份称取醇胺化合物、多元醇化合物、无机盐化合物、有机钠盐化合物和糖蜜，然将先糖蜜与有机钠盐化合物进行混合搅拌均匀，再依次向上述混合物中加入醇胺化合物和多元醇化合物和无机盐化合物进行混合搅拌1h-3h，再静置1h-2h后装入助磨剂成品罐中存放，得到助磨剂成品。
上述发明进一步优选的，所述醇胺化合物为二乙醇胺、三乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺、一乙醇二异丙醇胺、三异丙醇胺和聚合醇胺中的一种；所述多元醇化合物为聚合多元醇、乙二醇、二乙二醇和丙三醇中的一种；所述有机钠盐化合物为木质素苯磺酸钠、柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、聚丙烯酸钠、三聚磷酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。
上述发明进一步优选的，所述糖蜜的锤度为75°～85°Bx，粘度为2000～4000cP。
上述发明进一步优选的，将糖蜜与有机盐化合物进行混合包括如下步骤：按照2～4:1称取糖蜜和部分有机盐化合物，再用糖蜜重量2～4倍的水与部分有机盐化合物混合均匀，得到机盐化合物混合液，取糖蜜并进行离心过滤后，将过滤的糖蜜加入到机盐化合物混合液中进行混合搅拌均匀，并缓慢加热至60℃～80℃后，再加入剩下的有机盐化合物进行混合拌均匀后，再放入的高压反应釜中进行反应。将糖蜜进行离心过滤后，可减少糖蜜中的杂质，降低矿料的黏度，促进颗粒的分散，更好地改性糖蜜分散液中的基能团，提高了糖蜜的分散性，降低糖蜜对无机化合的粘度，将有机盐化合物与糖蜜之间的团聚性更好，能有效提高水泥早期强度，有助于无机盐颗粒吸附性，能显著降低水泥的细度和比表面积，有效提高了水泥磨的台时产量。发明将糖蜜作为水泥助磨剂原料，其产品成本价格低，制备方法简单容易。
上述发明进一步优选的，所述混合搅拌均匀时的速度不小于2000rps，混合搅拌的时间为20min～30min。
上述发明进一步优选的，在高压反应釜中进行反应的压力为0.05Mpa～0.08Mpa，反应时间为30min～60min，反应温度为40～60℃。
根据本发明的另一个方面，本发明利用提高水泥早期强度型助磨剂提高水泥早期强度的方法，在水泥粉磨生产中，通过离心泵将助磨剂成品掺入到球磨机的水泥磨头中，然后按照水泥生产量的0.05％-0.1％调节助磨剂的流量，将助磨剂与水泥原料一同进入球磨机内进行粉磨成勃氏比表为340-370m2/kg的细粉。
综上所述，本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下技术效果：
(1)、本发明主要利用醇胺表面羟基吸附在水泥颗粒上，减少水泥颗粒间的静电吸附，防止水泥过粉磨现象，从而达到助磨作用，由于醇胺类助磨剂容易受分子结构空间位阻影响，吸附在水泥颗粒表面后还存在很多空间未能完全利用，利用小分子多元醇填补醇胺吸附水泥后的空间，多元醇是分子中含有二个或二个以上羟基的一大类醇类，而且能够轻易吸附在水泥颗粒表面，并参入了不含Cl离子的盐类，避免了Cl离子对水泥早期强度的影响，还能进一步提高水泥易磨性，实现合理控制水泥早期水化速度，避免早期水化速度过快造成的水泥C-S-H凝胶形貌缺陷，获得更高的早期强度，并将其于球磨机磨头以水泥质量的0.05-0.1％掺入水泥中，从而提高水泥质量。
(2)、本发明在水泥粉磨过程中加入提产型助磨剂能有效减少微细粉过粉磨现象，同时在粉磨过程中优先选走微细粉颗粒，能提高粉磨效率和优化水泥颗粒级配，有机盐化合物与糖蜜进行混合，使盐类团聚性更好，配方中不含Cl-，从而避免了Cl-对水泥实际生产过程中带来的不良影响。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
实施例一：
本实施例提供了一种提高水泥早期强度型助磨剂，所述强度型助磨剂由以下重量份的原料制成：醇胺化合物50份、多元醇化合物30份、无机盐化合物20份、有机钠盐化合物5份，糖蜜8份，在本发明实施例中，所述醇胺化合物为二乙醇胺、三乙醇胺和二乙醇单异丙醇胺中的一种；所述多元醇化合物为乙二醇或二乙二醇；所述无机盐化合物为硫酸钠、硫酸铝、亚硫酸钠、硝酸钠和硝酸钙中的一种；所述有机钠盐化合物为木质素苯磺酸钠、柠檬酸钠和葡萄糖酸钠中的一种；所述糖蜜的锤度为75°Bx，粘度为2000cP；所述强度型助磨剂制备过程按如下步骤进行：按重量份称取醇胺化合物、多元醇化合物、无机盐化合物、有机钠盐化合物和糖蜜，然将先糖蜜与有机钠盐化合物进行混合搅拌均匀，再依次向上述混合物中加入醇胺化合物和多元醇化合物和无机盐化合物进行混合搅拌1h，再静置1h后装入助磨剂成品罐中存放，得到助磨剂成品。
在本发明实施例中，将糖蜜与有机盐化合物进行混合包括如下步骤：按照质量比为2:1称取糖蜜和部分有机盐化合物，再用糖蜜重量2倍的水与部分有机盐化合物混合均匀，得到机盐化合物混合液，取糖蜜并进行离心过滤后，将过滤的糖蜜加入到机盐化合物混合液中进行混合搅拌均匀，并缓慢加热至60℃后，再加入剩下的有机盐化合物进行混合拌均匀后，在本发明实施例中，两次分别混合搅拌均匀时的速度不小于2000rps，混合搅拌的时间为20min，然后再放入的高压反应釜中进行反应，其中，在高压反应釜中反应的压力为0.05MPa，反应温度为40℃反应的时间30min。
实施例二：
本实施例提供了一种提高水泥早期强度型助磨剂，所述强度型助磨剂由以下重量份的原料制成：醇胺化合物10份、多元醇化合物80份、无机盐化合物40份、有机钠盐化合物10份，糖蜜20份；在本发明实施例中，所述醇胺化合物为一乙醇二异丙醇胺；所述多元醇化合物为乙二醇；所述无机盐化合物为硫氰酸钠；所述有机钠盐化合物为聚丙烯酸钠、三聚磷酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种；所述糖蜜的锤度为85°Bx，粘度为4000cP；所述强度型助磨剂制备过程按如下步骤进行：按重量份称取醇胺化合物、多元醇化合物、无机盐化合物、有机钠盐化合物和糖蜜，然将先糖蜜与有机钠盐化合物进行混合搅拌均匀，再依次向上述混合物中加入醇胺化合物和多元醇化合物和无机盐化合物进行混合搅拌3h，再静置2h后装入助磨剂成品罐中存放，得到助磨剂成品。
在本发明实施例中，将糖蜜与有机盐化合物进行混合包括如下步骤：按照质量比为4:1称取糖蜜和部分有机盐化合物，再用糖蜜重量4倍的水与部分有机盐化合物混合均匀，得到机盐化合物混合液，取糖蜜并进行离心过滤后，将过滤的糖蜜加入到机盐化合物混合液中进行混合搅拌均匀，并缓慢加热至80℃后，再加入剩下的有机盐化合物进行混合拌均匀后，在本发明实施例中，两次分别混合搅拌均匀时的速度不小于2000rps，混合搅拌的时间为30min，然后再放入的高压反应釜中进行反应，其中，在高压反应釜中反应的压力为0.08Mpa，反应温度为60℃反应的时间60min。
实施例三：
本实施例提供了一种提高水泥早期强度型助磨剂，所述强度型助磨剂由以下重量份的原料制成：醇胺化合物30份、多元醇化合物60份、无机盐化合物35份、有机钠盐化合物8份，糖蜜15份，在本发明实施例中，所述醇胺化合物为三异丙醇胺或聚合醇胺，所述多元醇化合物为聚合多元醇或丙三醇中的一种；所述无机盐化合物为六偏磷酸钠或焦磷酸钠；所述有机钠盐化合物为木质素苯磺酸钠、聚丙烯酸钠或三聚磷酸钠；所述糖蜜的锤度为80°Bx，粘度为3000cP；所述强度型助磨剂制备过程按如下步骤进行：按重量份称取醇胺化合物、多元醇化合物、无机盐化合物、有机钠盐化合物和糖蜜，然将先糖蜜与有机钠盐化合物进行混合搅拌均匀，再依次向上述混合物中加入醇胺化合物和多元醇化合物和无机盐化合物进行混合搅拌2h，再静置1.5h后装入助磨剂成品罐中存放，得到助磨剂成品。
在本发明实施例中，将糖蜜与有机盐化合物进行混合包括如下步骤：按照质量比为3:1称取糖蜜和部分有机盐化合物，再用糖蜜重量3倍的水与部分有机盐化合物混合均匀，得到机盐化合物混合液，取糖蜜并进行离心过滤后，将过滤的糖蜜加入到机盐化合物混合液中进行混合搅拌均匀，并缓慢加热至70℃后，再加入剩下的有机盐化合物进行混合拌均匀后，在本发明实施例中，两次分别混合搅拌均匀时的速度不小于2000rps，混合搅拌的时间为25min，然后再放入的高压反应釜中进行反应，其中，在高压反应釜中反应的压力为0.07Mpapa，反应温度为50℃反应的时间40min。
实施例四：
本实施例提供了一种提高水泥早期强度型助磨剂，所述强度型助磨剂由以下重量份的原料制成：醇胺化合物40份、多元醇化合物70份、无机盐化合物25份、有机钠盐化合物6份，糖蜜16份；所述糖蜜的锤度为82°Bx，粘度为3500cP；所述强度型助磨剂制备过程按如下步骤进行：按重量份称取醇胺化合物、多元醇化合物、无机盐化合物、有机钠盐化合物和糖蜜，然将先糖蜜与有机钠盐化合物进行混合搅拌均匀，再依次向上述混合物中加入醇胺化合物和多元醇化合物和无机盐化合物进行混合搅拌2h，再静置1.5h后装入助磨剂成品罐中存放，得到助磨剂成品；在本发明实施例中，所述醇胺化合物为聚合醇胺；所述多元醇化合物为聚合多元醇；所述无机盐化合物为硫酸钠或硝酸钠；所述有机钠盐化合物为木质素苯磺酸钠。
在本发明实施例中，将糖蜜与有机盐化合物进行混合包括如下步骤：按照4:1称取糖蜜和部分有机盐化合物，再用糖蜜重量2倍的水与部分有机盐化合物混合均匀，得到机盐化合物混合液，取糖蜜并进行离心过滤后，将过滤的糖蜜加入到机盐化合物混合液中进行混合搅拌均匀，并缓慢加热至70℃后，再加入剩下的有机盐化合物进行混合拌均匀后，在本发明实施例中，两次分别混合搅拌均匀时的速度不小于2000rps，混合搅拌的时间25min，然后再放入的高压反应釜中进行反应，其中，在高压反应釜中反应的压力为0.06MPa，反应温度为55℃反应的时间40min。
实施例五：
本实施例提供了一种提高水泥早期强度型助磨剂，所述强度型助磨剂由以下重量份的原料制成：醇胺化合物20份、多元醇化合物40份、无机盐化合物25份、有机钠盐化合物8份，糖蜜12份，所述糖蜜的锤度为80°Bx，粘度为3000cP；所述强度型助磨剂制备过程按如下步骤进行：按重量份称取醇胺化合物、多元醇化合物、无机盐化合物、有机钠盐化合物和糖蜜，然将先糖蜜与有机钠盐化合物进行混合搅拌均匀，再依次向上述混合物中加入醇胺化合物和多元醇化合物和无机盐化合物进行混合搅拌2h，再静置1.5h后装入助磨剂成品罐中存放，得到助磨剂成品；在本发明实施例中，所述醇胺化合物为二乙醇单异丙醇胺；所述多元醇化合物为丙三醇；所述无机盐化合物为硫酸铝或硝酸钙；所述有机钠盐化合物为聚丙烯酸钠。
在本发明实施例中，将糖蜜与有机盐化合物进行混合包括如下步骤：按照3:1称取糖蜜和部分有机盐化合物，再用糖蜜重量3倍的水与部分有机盐化合物混合均匀，得到机盐化合物混合液，取糖蜜并进行离心过滤后，将过滤的糖蜜加入到机盐化合物混合液中进行混合搅拌均匀，并缓慢加热至75℃后，再加入剩下的有机盐化合物进行混合拌均匀后，在本发明实施例中，两次分别混合搅拌均匀时的速度不小于2000rps，混合搅拌的时间为30min，然后再放入的高压反应釜中进行反应，其中，在高压反应釜中反应的压力为0.07MPa，反应温度为50℃反应的时间50min。
实施例六：
根据本发明的另一方面，利用本发明的一种提高水泥早期强度型助磨剂提高水泥早期强度的方法，所述提高水泥早期强度的方法按如下步骤进行，在水泥粉磨生产中，通过离心泵将助磨剂成品掺入到球磨机的水泥磨头中，离心泵制的流量为70～100L/h，然后按照水泥生产量的0.05％调节助磨剂的流量，将助磨剂与水泥原料一同进入球磨机内进行粉磨成勃氏比表为340m2/kg、粒径小于45μm筛余的细粉，得到水泥成品。
实施例七：
根据本发明的另一方面，利用本发明的一种提高水泥早期强度型助磨剂提高水泥早期强度的方法，所述提高水泥早期强度的方法按如下步骤进行，在水泥粉磨生产中，通过离心泵将助磨剂成品掺入到球磨机的水泥磨头中，然后按照水泥生产量的0.1％调节助磨剂的流量，将助磨剂与水泥原料一同进入球磨机内进行粉磨成勃氏比表为370m2/kg、粒径小于45μm筛余的细粉，得到水泥成品。
实施例八：
根据本发明的另一方面，利用本发明的一种提高水泥早期强度型助磨剂提高水泥早期强度的方法，所述提高水泥早期强度的方法按如下步骤进行，在水泥粉磨生产中，通过离心泵将助磨剂成品掺入到球磨机的水泥磨头中，然后按照水泥生产量的0.08％调节助磨剂的流量，将助磨剂与水泥原料一同进入球磨机内进行粉磨成勃氏比表为360m2/kg、粒径小于45μm筛余的细粉，得到水泥成品，其中粉磨的温度为120℃。
本发明提供的提高P.O水泥早期强度型的专用助磨剂，利用几种无机盐进行合理搭配，实现合理控制水泥早期水化速度，避免早期水化速度过快造成的水泥C-S-H凝胶形貌缺陷，获得更高的早期强度，并将其于球磨机磨头以水泥质量的0.05-0.1％掺入水泥中，从而提高水泥质量，满足市场需求。与传统早强剂相比，本发明具有更好的提早强效果，且助磨剂配方中不含Cl-，从而避免了Cl-对水泥实际生产过程中带来的不良影响。本发明利用L公司熟料、石膏、精转炉渣、炉底渣、粉煤灰按照实际生产P.O42.5水泥比例加入小型球磨机中，配制5kg水泥试样，粉磨时间控制勃氏比表为340-370m2/kg，助磨剂掺量为0.05％-0.1％，对不同的水泥样进行全套物检分析。对比掺入不同助磨剂后水泥3d强度，判断助磨剂的提早强效果，在L公司进行16h工业化大磨试验，为Ф3600mm×9000mm型球磨机，通过大磨试验验证助磨剂提早强效果。
表1：与L公司P.O42.5水泥小磨对比实验
Figure BDA0003706650070000071
表2：与L公司P.O42.5水泥大磨实验质量对比数据
Figure BDA0003706650070000072
Figure BDA0003706650070000081
在表1小磨实验中，掺入提早强型助磨剂后3d强度与空白水泥样相比提高2.9MPa，与在供助磨剂相比提高1.4MPa。根据表2中L公司大磨实验质量数据，3d强度较在供助磨剂比提高2.1MPa，28d保持同样强度增长幅度。实验结果表明提早强助磨剂对于P.O水泥三天强度提高有较好效果，对提高水泥质量有积极意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种提高水泥早期强度型助磨剂，其特征在于：所述助磨剂由以下重量份的原料制成：醇胺化合物10-50份、多元醇化合物30-80份、无机盐化合物20-40份、有机钠盐化合物5-10份，糖蜜8-20份，所述无机盐化合物为硫酸钠、硫酸铝、亚硫酸钠、硝酸钠、硝酸钙、硫氰酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的一种或多种；所述强度型助磨剂制备过程按如下步骤进行：按重量份称取醇胺化合物、多元醇化合物、无机盐化合物、有机钠盐化合物和糖蜜，然将先糖蜜与有机钠盐化合物进行混合搅拌均匀，再依次向上述混合物中加入醇胺化合物和多元醇化合物和无机盐化合物进行混合搅拌1h-3h，再静置1h-2h后装入助磨剂成品罐中存放，得到助磨剂成品。
2.根据权利要求1所述的一种提高水泥早期强度型助磨剂，其特征在于：所述醇胺化合物为二乙醇胺、三乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺、一乙醇二异丙醇胺、三异丙醇胺和聚合醇胺中的一种；所述多元醇化合物为聚合多元醇、乙二醇、二乙二醇和丙三醇中的一种；所述有机钠盐化合物为木质素苯磺酸钠、柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、聚丙烯酸钠、三聚磷酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种提高水泥早期强度型助磨剂，其特征在于：所述糖蜜的锤度为75°～85°Bx，粘度为2000～4000cP。
4.根据权利要求1所述的一种提高水泥早期强度型助磨剂，其特征在于：将糖蜜与有机盐化合物进行混合包括如下步骤：按照2～4:1称取糖蜜和部分有机盐化合物，再用糖蜜重量2～4倍的水与部分有机盐化合物混合均匀，得到机盐化合物混合液，取糖蜜并进行离心过滤后，将过滤的糖蜜加入到机盐化合物混合液中进行混合搅拌均匀，并缓慢加热至60℃～80℃后，再加入剩下的有机盐化合物进行混合拌均匀后，再放入的高压反应釜中进行反应。
5.根据权利要求4所述的一种提高水泥早期强度型助磨剂，其特征在于：所述混合搅拌均匀时的速度不小于2000rps，混合搅拌的时间为20min～30min。
6.根据权利要求4所述的一种提高水泥早期强度型助磨剂，其特征在于：在高压反应釜中进行反应的压力为0.05MPa～0.08MPa，反应时间为30min～60min，反应温度为40～60℃。
7.一种利用权利要求1至6任一所述的一种提高水泥早期强度型助磨剂提高水泥早期强度的方法，其特征在于：在水泥粉磨生产中，通过离心泵将助磨剂成品掺入到球磨机的水泥磨头中，然后按照水泥生产量的0.05％-0.1％调节助磨剂的流量，将助磨剂与水泥原料一同进入球磨机内进行粉磨得到水泥成品。
8.根据权利要求7所述的一种提高水泥产量的方法，其特征在于：将助磨剂与水泥原料一同进入球磨机内进行粉磨成勃氏比表为340-370m2/kg的细粉。
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