專利名稱：鋼渣微粉的活化助磨劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)固廢資源化利用技術(shù)領(lǐng)域中使用的添加劑，具體涉及一種鋼渣微粉的活化助磨劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
鋼渣是煉鋼工業(yè)的副產(chǎn)品，其排放量約占粗鋼產(chǎn)量的15% 20%，其中70%以上的鋼渣是化學(xué)組成與硅酸鹽熟料相似的轉(zhuǎn)爐鋼渣，具有潛在膠凝性，在水泥混凝土中的應(yīng)用潛力較大。目前我國(guó)鋼渣積存量已超I億噸，但其化學(xué)組成波動(dòng)大、水化性能差等原因，有效利用率低于10%。鋼渣的微粉化及在水泥混凝土行業(yè)中的高效應(yīng)用成為目前國(guó)內(nèi)鋼渣實(shí)現(xiàn)高附加值、大規(guī)模化綜合利用的重要途徑之一。近年來(lái)，將鋼渣經(jīng)高細(xì)粉磨后制備的鋼渣活性微粉已經(jīng)逐步應(yīng)用于水泥混凝土生產(chǎn)中。在混凝土中，鋼渣微粉按一定比例替代水泥，一方面可顯著改善混凝土性能，如混凝土的工作性和遠(yuǎn)齡期強(qiáng)度，同時(shí)提高混凝土的抗?jié)B透性和體積穩(wěn)定性，從而有利于混凝土的耐久性；另一方面，可顯著降低混凝土單方生產(chǎn)成本，獲得良好經(jīng)濟(jì)效益。轉(zhuǎn)爐鋼渣的主要礦物組成是硅酸二鈣(C2S)、硅酸三鈣(C3S)、RO相及少量游離氧化鈣(f-CaO)、鐵鋁酸鈣(C4AF)。相關(guān)研究表明:其水化放熱總量?jī)H為水泥的10.5%，可認(rèn)為其是一種活性很低的硅酸鹽水泥熟料；此外，鋼渣的易磨性較差，單獨(dú)粉磨所消耗的能耗較高。因此，如何有效提高鋼渣微粉的粉磨效率并改善鋼渣微粉的活性是目前推動(dòng)鋼渣微粉在水泥混凝士中規(guī)模應(yīng)用的熱點(diǎn)問(wèn)題。采用化學(xué)激發(fā)可在一定程度上改善鋼渣活性，但性價(jià)比不高；而通過(guò)將鋼渣磨細(xì)等物理激發(fā)方法對(duì)鋼渣活性的提高有限，且過(guò)分提高鋼渣的磨細(xì)程度會(huì)直接導(dǎo)致噸粉磨電耗上升，申請(qǐng)?zhí)枮?00810122227.8的中國(guó)專利文獻(xiàn)報(bào)道了一種用于摻入混凝土的煉鋼廢棄物鋼渣微粉生產(chǎn) 工藝。在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，常通過(guò)在粉磨過(guò)程中加入助磨劑以解決這一問(wèn)題。申請(qǐng)?zhí)枮?3121115.1的中國(guó)專利文獻(xiàn)報(bào)道了一種用作混凝土細(xì)摻料的鋼渣微粉早強(qiáng)劑，其配比為:工業(yè)硫酸鋁渣20 30%，天然非金屬礦制成的活性二氧化硅30 50%(其中粒度〈I微米，占40 50%)，水泥熟料20 30%，多元醇類表面活性劑0.03 0.06% ；以粉體材料摻加到鋼渣微粉中，其用量為3% 6%。申請(qǐng)?zhí)枮?01110326892.0的中國(guó)專利文獻(xiàn)報(bào)道了一種復(fù)合鋼渣助磨劑，為15 30%表面活性劑，20 40%助磨劑，20 40%調(diào)整劑，5 15%載體。載體為硅粉、石英硅粉、粉煤灰中的一種，表面活性劑為三乙醇胺和丙三醇，助磨劑為木鈣，調(diào)整劑為磷酸鹽、多聚磷酸鹽或十二烷基磺酸鈉中的至少一種。申請(qǐng)?zhí)枮?011110202490.X的中國(guó)專利文獻(xiàn)報(bào)道了一種鋼渣助磨劑及其制備方法，包括:自來(lái)水15 16份、尿素16.4 15.4份、氫氧化鈉0.4 0.6份、乙二醇2 4份、20%聚羧酸28 20%份，三乙醇胺20 22份，甘油20 22份。將所述原料混合、攪拌均勻。所述鋼渣助磨劑的用量為鋼渣質(zhì)量的0.2%。李偉峰等(《混凝土》，2012，4:34-35)報(bào)道了不同助磨組分對(duì)轉(zhuǎn)爐鋼渣的粉磨及性能的影響，改性多元醇、酰胺化合物、丙三醇、三乙醇胺對(duì)鋼渣均具有一定的助磨能力；各鋼渣微粉樣品的ld、7d和28d活性測(cè)定結(jié)果如表4。由表可以看出，摻入0.05%酰胺化合物的7d、28d活性指數(shù)較空白樣增加8.64%和5.93% ;摻入0.02%甘油的7d、28d活性指數(shù)較空白樣增加5.7%和1.78% ;作為水泥粉磨中的常規(guī)助磨劑和早強(qiáng)劑的三乙醇胺對(duì)鋼渣微粉的活性增進(jìn)效果不佳，其7d活性指數(shù)僅較空白樣增加2.55%，28d活性指數(shù)反而較空白樣降低了
0.59%o現(xiàn)有技術(shù)和研究大都采用傳統(tǒng)的水泥助磨劑組分如三乙醇胺、甘油等作為鋼渣微粉的助磨組分和活化劑，實(shí)際應(yīng)用中效果不明顯，且鋼渣微粉的28天活性指數(shù)沒(méi)有得到改善和提聞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種鋼渣微粉的活化助磨劑，本發(fā)明 還提供了上述活化助磨劑的制備方法，該鋼渣微粉的活化助磨劑在助磨的同時(shí)，能有效提高鋼渣微粉的活性指數(shù)，尤其是28d活性指數(shù)，使鋼渣微粉的性能改善，生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種鋼渣微粉的活化助磨劑，其特征在于其原料組分及各組分所占的重量份分別為:酰胺化合物15 45重量份、鏈烷醇胺3 35重量份、乙二胺或其衍生物5 20重量份、消泡劑0.1 0.5重量份、水15 70重量份。優(yōu)選其原料組分及各組分所占的重量份分別為:酰胺化合物19 40重量份、鏈烷醇胺5 30重量份、乙二胺或其衍生物8 15重量份、消泡劑0.1 0.3重量份、水20 65重量份。優(yōu)選所述的酰胺化合物至少為甲酰胺、乙酰胺、N，N- 二甲基甲酰胺(N，N-Dimethylformamide; DMF)、丁二酰亞胺或苯甲酰胺中的一種。優(yōu)選所述的鏈烷醇胺至少為三異丙醇胺(TIPA)、二乙醇單異丙醇胺(DEIPA)或N，N—雙(2 —羥基丙基)-N-(羥基乙基)胺(EDIPA)中的一種。優(yōu)選所述的乙二胺或其衍生物至少為N，N，N’，N’_四(2-羥乙基)乙二胺(THEEDA )、THEEDA 乙酸鹽、THEEDA 磷酸鹽、N，N，N’，N’ -四(2-羥基丙基)乙二胺(THPEDA)、THPEDA乙酸鹽或THPEDA磷酸鹽中的一種。優(yōu)選所述的消泡劑至少為磷酸三丁酯(TNBP)或磷酸三異丁酯(TIBP)中的的一種。本發(fā)明還提供了上述的用于鋼渣微粉的活化助磨劑的制備方法，其具體步驟為:將15 45重量份酰胺化合物、3 35重量份鏈烷醇胺和5 20重量份乙二胺或其衍生物依次投入15 70重量份的水中混合、攪拌，再加入0.1 0.5重量份的消泡劑，得到用于鋼渣微粉的活化助磨劑。在鋼渣粉磨過(guò)程中，添加鋼渣重量的0.03% 0.1%活化助磨劑。該鋼渣微粉的活化助磨劑在助磨的同時(shí)，能有效提高鋼渣微粉的活性指數(shù)，尤其是28d活性指數(shù)。有益效果:本發(fā)明制備的用于鋼渣微粉的活化助磨劑適用于鋼渣微粉的粉磨和活性改善，對(duì)于水泥和混凝土性能無(wú)不利影響。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的鋼渣微粉的活化助磨劑制備工藝簡(jiǎn)單、用量少，其摻入量為鋼渣重量的0.03% 0.1%，而現(xiàn)有技術(shù)的產(chǎn)品摻入量大，大都大于1% ;所述助磨劑為液體，添加方便，可采用液體計(jì)量泵添加到入磨鋼渣上，而現(xiàn)有技術(shù)大都為固體狀，如申請(qǐng)?zhí)枮?01110326892.0的中國(guó)專利文獻(xiàn)所報(bào)道的，計(jì)量及添加過(guò)程繁瑣；所述產(chǎn)品中不含氯離子，從而不會(huì)使鋼渣微粉在使用中造成鋼筋的銹蝕，使鋼渣微粉符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明制備的用于鋼渣微粉的活化助磨劑不僅助磨效果優(yōu)異，而且可提高鋼渣微粉的活性指數(shù)，尤其是28d活性指數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明制備的用于鋼渣微粉的活化助磨劑，在鋼渣微粉中摻量為0.05%時(shí)，其7d/28d活性指數(shù)分別較參照樣提高7 10.6% 和 11.2%ο
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例；根據(jù)下述實(shí)施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實(shí)施例所描述的具體的物料配比、工藝條件及其結(jié)果僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會(huì)限制權(quán)利要求書中所詳細(xì)描述的本發(fā)明?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)做出任何創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。比較例I鋼渣取自南京鋼鐵集團(tuán)，二水石膏取自南京中聯(lián)水泥有限公司。將鋼渣預(yù)先烘干，分別稱取物料4kg ( 3.88kg鋼洛+0.12kg 二水石膏),在500mmX 500mm標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)?zāi)ブ蟹勰ィ勰ズ蟮奈锪线M(jìn)行各種物性測(cè)試，檢測(cè)方法參照GB T20491-2006《用于水泥和混凝土中的鋼渣粉》。實(shí)施例1:取甲酰胺35重量份、二乙醇異丙醇胺(DEIPA) 30重量份、N，N，N’，N’-四(2_羥乙基)乙二胺(THEEDA)14.8重量份逐次投入20重量份的水中混合、攪拌，再加入消泡劑磷酸三丁酯(TNBP) 0.2重量份、磷酸三異丁酯(TIBP) 0.1重量份，得到活化助磨劑。依照比較例I的方法，在鋼渣中添加0.03%的本實(shí)施例制備的活化助磨劑進(jìn)行小磨粉磨，粉磨后物料的測(cè)定結(jié)果如表I所示。實(shí)施例2:取二甲基酰胺(DMF) 37.8重量份、N，N —雙(2 —羥基丙基)一N —(羥基乙基)胺(EDIPA) 7重量份、二乙醇異丙醇胺(DEIPA) 5重量份、三異丙醇胺3重量份、N，N，N’，N’ -四(2-羥基丙基)乙二胺(THPEDA)磷酸鹽12重量份逐次投入30重量份的水中混合、攪拌，再加入消泡劑磷酸三異丁酯(TIBP) 0.2重量份，得到活化助磨劑。依照比較例I的方法，在鋼渣中添加0.05%的本實(shí)施例制備的活化助磨劑進(jìn)行小磨粉磨，粉磨后物料的測(cè)定結(jié)果如表I所示。實(shí)施例3:取甲酰胺21重量份、乙酰胺3重量份、二乙醇異丙醇胺(DEIPA) 5重量份、三異丙醇胺1.85重量份、N，N，N’，N’ -四(2-羥基丙基)乙二胺(THPEDA)乙酸鹽7重量份、THEEDA2重量份逐次投入60重量份的水中混合、攪拌，再加入消泡劑磷酸三丁酯(TNBP) 0.05重量份、磷酸三異丁酯(TIBP) 0.1重量份，得到活化助磨劑。依照比較例I的方法，在鋼渣中添加0.08%的本實(shí)施例制備的活化助磨劑進(jìn)行小磨粉磨，粉磨后物料的測(cè)定結(jié)果如表I所示。實(shí)施例4:取二甲基酰胺(DMF) 19重量份、苯甲酰胺0.9重量份、N，N—雙(2 —羥基丙基)一N -(羥基乙基)胺(EDIPA) 3重量份、二乙醇異丙醇胺(DEIPA) 2重量份、N, N，N’，N’-四(2-羥基丙基)乙二胺(THPEDA) 3重量份、N，N，N’，N’-四(2-羥乙基)乙二胺(THEEDA)乙酸鹽7重量逐次投入65重量份的水中混合、攪拌，再加入消泡劑磷酸三丁酯(TNBP) 0.1重量份，得到活化助磨劑。依照比較例I的方法，在鋼渣中添加0.1%的本實(shí)施例制備的活化助磨劑進(jìn)行小磨粉磨，粉磨后物料的測(cè)定結(jié)果如表I所示。表I鋼渣 微粉的活化助磨劑的應(yīng)用效果
權(quán)利要求
1.鋼渣微粉的活化助磨劑，其特征在于其原料組分及各組分所占的重量份分別為酰胺化合物15 45重量份、鏈烷醇胺3 35重量份、乙二胺或其衍生物5 20重量份、消泡劑0. I 0. 5重量份、水15 70重量份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的活化助磨劑，其特征在于其原料組分及各組分所占的重量份分別為酰胺化合物19 40重量份、鏈烷醇胺5 30重量份、乙二胺或其衍生物8 15重量份、消泡劑0. I 0. 3重量份、水20 65重量份。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的活化助磨劑，其特征在于所述的酰胺化合物至少為甲酰胺、乙酰胺、N，N- 二甲基甲酰胺、丁二酰亞胺或苯甲酰胺中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的活化助磨劑，其特征在于所述的鏈烷醇胺至少為三異丙醇胺、二乙醇單異丙醇胺或N，N 一雙(2 —羥基丙基)-N-(羥基乙基)胺中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的活化助磨劑，其特征在于所述的乙二胺或其衍生物至少為N，N，N，，N，-四(2-羥乙基)乙二胺簡(jiǎn)稱THEEDA、THEEDA乙酸鹽、THEEDA磷酸鹽、N，N，N’，N’ -四(2-羥基丙基)乙二胺簡(jiǎn)稱THPEDA、THPEDA乙酸鹽或THPEDA磷酸鹽中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的活化助磨劑，其特征在于所述的消泡劑至少為磷酸三丁酯或磷酸三異丁酯中的的一種。
7.一種制備如權(quán)利要求I所述的鋼渣微粉的活化助磨劑的方法，其具體步驟為將15 45重量份酰胺化合物、3 35重量份鏈烷醇胺和5 20重量份乙二胺或其衍生物依次投入15 70重量份的水中混合、攪拌，再加入0. I 0. 5重量份的消泡劑，得到用于鋼渣微粉的活化助磨劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋼渣微粉的活化助磨劑及其制備方法，其原料組分及各組分所占的重量份分別為酰胺化合物15～45重量份、鏈烷醇胺3～35重量份、乙二胺或其衍生物5～20重量份、消泡劑0.1～0.5重量份、水15～70重量份。將15～45重量份酰胺化合物、3～35重量份鏈烷醇胺和5～20重量份乙二胺或其衍生物依次投入15～70重量份的水中混合、攪拌，再加入0.1～0.5重量份的消泡劑，得到用于鋼渣微粉的活化助磨劑。本發(fā)明提供的鋼渣微粉的活化助磨劑制備工藝簡(jiǎn)單、用量少，不僅助磨效果優(yōu)異，而且可提高鋼渣微粉的活性指數(shù)，尤其是28d活性指數(shù)；且不含氯離子，使鋼渣微粉符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)C04B5/00GK103253876SQ20131014929
公開(kāi)日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月25日
發(fā)明者李偉峰, 馬素花, 沈曉冬 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)