專利名稱：一種無氯高效水泥助磨劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水泥生產(chǎn)加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種水泥生產(chǎn)的外加助磨劑，尤其涉及一種無氯高效水泥助磨劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
我國是一水泥生產(chǎn)大國，水泥產(chǎn)量連續(xù)多年位居世界首位。但制約我國水泥工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題，是水泥粉磨階段的能耗高且利用率低。水泥工業(yè)是高能耗、高污染行業(yè)，是節(jié)能減排重點行業(yè)。針對這類問題，除了從設(shè)備、技術(shù)工藝方面進行改進外，在粉磨過程中加入少量水泥助磨劑是一種有效途徑。經(jīng)實踐證明，在實際水泥生產(chǎn)中助磨劑確實展現(xiàn)了良好的助磨效果，但它的加入也同時影響了水泥的使用性能。例如在助磨劑中起早強作用的氯鹽，對建筑中的鋼筋有較強的腐蝕作用，從而影響混凝土的耐久性。因此，我國2008年6月實施的《通用硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)》中明確規(guī)定，助磨劑的加入量不應(yīng)大于水泥質(zhì)量的0. 5%，這個規(guī)定主要強調(diào)水泥粉磨時允許加入助磨劑，但其使用不能以犧牲水泥性能和混凝土耐久性為代價。因此，在保證水泥品質(zhì)的基礎(chǔ)上，開發(fā)具有高粉磨效率的無氯水泥助磨劑，對我國水泥工業(yè)的低碳可持續(xù)發(fā)展具有重大的現(xiàn)實意義。目前市售的助磨劑主要存在以下不足，一是含有的氯鹽等物質(zhì)對水泥性能有不良影響；二是助磨劑的主要組分醇胺類等物質(zhì)成本較高；三是助磨劑的適應(yīng)面窄，波動性較大。上述不足使得助磨劑的實際使用效果受到很大影響，在一定程度上限制了助磨劑的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
針對以上所述的助磨劑含對水泥性能不利的物質(zhì)、生產(chǎn)成本高和適應(yīng)面窄等問題，本發(fā)明提供了一種無氯高效水泥助磨劑，主要原料為糖蜜、木鈣、麥草堿木素、羥甲基甘氨酸鈉、AMPS共聚物、硅油、元明粉和水玻璃，有效降低了助磨劑的生產(chǎn)成本，調(diào)整了助磨劑的組分，極大程度地改善了助磨劑的性能和適用范圍。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是—種無氯高效水泥助磨劑，該助磨劑的組份和質(zhì)量配比為糖蜜10-20%，麥草堿木素3-15 %，硅油0-2 %，羥甲基甘氨酸鈉5-15 %，AMPS共聚物7_15 %、水玻璃5_8 %，木鈣5-8%，元明粉5-10%，余量的水。其制備方法按照上述質(zhì)量配比，依次將麥草堿木素、木鈣、元明粉和糖蜜加入35-60°C的水中，攪拌均勻；然后再加入羥甲基甘氨酸鈉、AMPS共聚物、水玻璃和硅油，攪拌均勻，既得深棕色液體狀助磨劑產(chǎn)品。所述硅油優(yōu)選為水泥助磨劑專用嵌段硅油，加入量為體系總質(zhì)量的0_2%。所述水玻璃的模數(shù)為2. 6-3. 0，加入量為體系總質(zhì)量的5-8%。所述AMPS共聚物為2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)與烯丙氧基羥丙磺酸鈉或苯乙烯磺酸鈉的一種作共聚單體，過硫酸銨或過硫酸鉀作引發(fā)劑，85-95°C的特定溫度下溶液共聚合的產(chǎn)物。所述AMPS共聚物的制備中，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)的用量為10-20%，烯丙氧基羥丙磺酸鈉或苯乙烯磺酸鈉的用量為15-25%，過硫酸銨或過硫酸鉀的用量為1-1.5%，反應(yīng)溫度為85-95°C。所述AMPS共聚物為高分子非離子表面活性劑，加入量為體系總質(zhì)量的7-15%。耐高溫，且AMPS共聚物帶有的羥基、酰胺基和磺酸基使其具有良好的分散助磨作用，可擴大助磨劑的使用范圍。所述羥甲基甘氨酸鈉帶有羥基和羧基，可對AMPS共聚物的分散助磨起到輔助增強的作用，加入量為體系總質(zhì)量的5-15%。
本發(fā)明所述的助磨劑，不含影響混凝土耐久性的氯鹽類物質(zhì)，通過麥草堿木素、木鈣、元明粉、糖蜜、水玻璃和硅油的復(fù)合作用，增強了助磨劑的使用效果。通過羥甲基甘氨酸鈉和AMPS共聚物中含有羧基、羥基、磺酸基和酰胺基等活性基團的協(xié)調(diào)作用，可以擴大助磨劑的適用范圍，解決使用效果的波動性大的問題。另外，本發(fā)明所述的助磨劑有效降低了成本，其中糖蜜、木鈣、麥草堿木素分別為制糖和紙漿的廢料加工而成，其價格為醇胺類的五分之一左右，不但極大降低成本，而且也減少了制糖和造紙業(yè)廢料對環(huán)境的污染。本發(fā)明提供的無氯高效水泥助磨劑具有良好的助磨效果，該助磨劑在水泥中的摻加量可控制在0. I %以內(nèi)，應(yīng)用性能穩(wěn)定，并且在水泥助磨和水泥物理性能改善提高方面都有顯著的效果。經(jīng)試驗驗證，摻加該助磨劑的水泥相對空白水泥45 篩余降低20-30%，80iim篩余降低27. 8-39. 5%，比表面積增大11-17. 2%，3d水泥抗壓強度增大3_5MPa，28d水泥強度增大4-6MPa。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)、清楚、完整的說明，以說明本發(fā)明完全符合專利法要求的新穎性、創(chuàng)造性和實用性。應(yīng)當(dāng)注意，實施例描述的只是本發(fā)明的一部分實施方式，不能用于限制本發(fā)明的保護范圍。實施例I助磨劑成分為糖蜜10%，木鈣5%，元明粉8%，羥甲基甘氨酸鈉10%，AMPS共聚物15%，水玻璃5%，麥草堿木素8%和余量水。將該實例應(yīng)用于32. 5P S A礦渣硅酸鹽水泥，水泥配比為熟料55%，?；郀t礦渣35%，石膏10%。按水泥質(zhì)量0. 08%的比例，添加本發(fā)明助磨劑，空白樣與試驗樣粉磨時間均為29min。具體實驗效果見下表
權(quán)利要求
1.一種無氯高效水泥助磨劑，其特征在于，所述助磨劑的組份和質(zhì)量配比為糖蜜10-20%，麥草堿木素3-15%，硅油0-2%，羥甲基甘氨酸鈉5-15%，AMPS共聚物7-15%、水玻璃5-8 %，木鈣5-8 %，元明粉5-10 %，余量的水。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無氯高效水泥助磨劑，其特征在于，所述硅油為水泥助磨劑專用嵌段硅油。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無氯高效水泥助磨劑，其特征在于，所述水玻璃的模數(shù)為2.6_3. O。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無氯高效水泥助磨劑，其特征在于，所述AMPS共聚物為2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)與烯丙氧基羥丙磺酸鈉或苯乙烯磺酸鈉的一種作共聚單體，過硫酸銨或過硫酸鉀作引發(fā)劑，85-95°C的特定溫度下溶液共聚合的產(chǎn)物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無氯高效水泥助磨劑，其特征在于，所述AMPS共聚物的制備中，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)的用量為10-20%，烯丙氧基羥丙磺酸鈉或苯乙烯磺酸鈉的用量為15-25%，過硫酸銨或過硫酸鉀的用量為1-1. 5%，反應(yīng)溫度為85-95°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無氯高效水泥助磨劑，其特征在于，所述無氯高效水泥助磨劑的制備方法為，按照所述的質(zhì)量配比，依次將麥草堿木素、木鈣、元明粉和糖蜜加入35-60°C的水中，攪拌均勻；然后再加入羥甲基甘氨酸鈉、AMPS共聚物、水玻璃和硅油，攪拌均勻，得到深棕色液體狀，即為助磨劑產(chǎn)品。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無氯高效水泥助磨劑，其特征在于，所述的助磨劑在水泥中的摻加量不大于水泥質(zhì)量的0. 1%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無氯高效水泥助磨劑及其制備方法，該助磨劑的組份和質(zhì)量配比為糖蜜10-20％，麥草堿木素3-15％，硅油0-2％，羥甲基甘氨酸鈉5-15％，AMPS共聚物7-15％、水玻璃5-8％，木鈣5-8％，元明粉5-10％，余量的水。其制備方法為按照上述質(zhì)量配比，依次將麥草堿木素、木鈣、元明粉和糖蜜加入35-60℃的水中，攪拌均勻；然后再加入羥甲基甘氨酸鈉、AMPS共聚物、水玻璃和硅油，攪拌均勻，既得深棕色液體狀助磨劑產(chǎn)品。本發(fā)明所述的助磨劑具有良好的助磨效果，不含影響混凝土耐久性的氯鹽類物質(zhì)，擴大了助磨劑的適用范圍，降低了成本，有效控制了使用效果的波動性。
文檔編號C04B24/16GK102795802SQ201210289409
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月15日
發(fā)明者張學(xué)成, 陶緒泉, 丁俊紅, 李相成 申請人:聊城天成水泥科技研發(fā)有限公司