水泥助磨劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于水泥生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及低氯、低堿、低成本的水泥助磨劑，及其制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在水泥熟料的粉磨過(guò)程中，少量水泥助磨劑的加入不僅能夠顯著提高粉磨效率， 而且能夠改進(jìn)水泥的性能。但是，同時(shí)引入水泥中的氯離子和堿卻又帶來(lái)了不容忽視的不 利因素。氯離子能夠?qū)е落摶旖Y(jié)構(gòu)中鋼筋的誘蝕，而鋼筋誘蝕恰恰又是影響鋼混結(jié)構(gòu)耐久 性的重要因素。堿度過(guò)高將會(huì)縮短水泥的凝結(jié)時(shí)間，增大需水量，甚至有可能與混凝±骨料 發(fā)生堿集料反應(yīng)，進(jìn)而破壞混凝±結(jié)構(gòu)。
[0003] 針對(duì)上述情況，包括中國(guó)在內(nèi)的世界各國(guó)紛紛頒布了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制水泥中 氯離子和堿的含量。按照GB175-2007《通用娃酸鹽水泥》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，水泥粉磨時(shí)允 許加入助磨劑，但其滲量應(yīng)不超過(guò)水泥質(zhì)量的0. 5%，水泥中的氯離子含量應(yīng)不大于0. 06%， 水泥中的堿含量應(yīng)不大于0.6%。嚴(yán)格控制水泥助磨劑中氯離子和堿的含量無(wú)疑將有利于最 終的水泥產(chǎn)品達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
[0004] 然而，現(xiàn)有的同類型水泥助磨劑的生產(chǎn)成本較高，每噸成品的成本約為4000~5000元，極大地制約了工業(yè)化普及。因此，研究并開發(fā)一種新型的低氯、低堿、低成本水泥助磨劑 將具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)上述情況，本發(fā)明提供了一種新穎的水泥助磨劑及其制備方法。在保證低氯 和低堿的前提下，大大降低了生產(chǎn)成本，有利于在水泥生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。
[0006] 具體而言，本發(fā)明的水泥助磨劑，按重量份計(jì)，包括：3~7份芒硝、1~5份工業(yè)鹽、0. 5~1. 5份亞硝酸鋼、0. 5~1. 5份硫代硫酸鋼、1~3份醋酸鋼、0. 5~1. 5份硫氯酸鋼、2~6份S 乙醇胺、0. 5~1. 5份乙二醇、0. 3~0. 7份丙S醇、0. 3~0. 7份聚乙二醇、0. 5~1. 5份高效減水劑 和0. 5~1. 5份高效增強(qiáng)劑。
[0007] 在一項(xiàng)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述水泥助磨劑，按重量份計(jì)，包括：4~6份芒硝、2~4份工業(yè)鹽、0. 75~1. 25份亞硝酸鋼、0. 75~1. 25份硫代硫酸鋼、1. 5~2. 5份醋酸鋼、0. 75~1. 25 份硫氯酸鋼、3~5份S乙醇胺、0. 75~1. 25份乙二醇、0. 4~0. 6份丙S醇、0. 4~0. 6份聚乙二 醇、0. 75~1. 25份高效減水劑和0. 75~1. 25份高效增強(qiáng)劑。
[0008] 在一項(xiàng)更優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述水泥助磨劑，按重量份計(jì)，包括：5份芒硝、3份工業(yè)鹽、1份亞硝酸鋼、1份硫代硫酸鋼、2份醋酸鋼、1份硫氯酸鋼、4份=乙醇胺、1份乙二 醇、0. 5份丙=醇、0. 5份聚乙二醇、1份高效減水劑和1份高效增強(qiáng)劑。
[0009] 優(yōu)選的，在上述水泥助磨劑中，所述芒硝是硫酸鹽類礦物，主要成分是十水合硫酸 鋼。
[0010] 優(yōu)選的，在上述水泥助磨劑中，所述工業(yè)鹽是未經(jīng)處理的原鹽，主要成分是氯化 鋼。
[0011] 優(yōu)選的，在上述水泥助磨劑中，所述聚乙二醇是聚乙二醇400。
[0012] 優(yōu)選的，在上述水泥助磨劑中，所述高效減水劑是氨基橫酸鹽系高效減水劑 (ASP)，其由苯酪類化合物、對(duì)氨基苯橫酸鹽和醒類化合物縮合而成；其中，所述苯酪類化 合物選自苯酪、苯二酪、苯=酪、取代苯酪中的任意一種，所述醒類化合物選自甲醒、乙醒、 慷醒、=聚甲醒中的任意一種。更優(yōu)選的，所述氨基橫酸鹽系高效減水劑是對(duì)氨基苯橫酸 鋼-苯酪-甲醒縮合物（ASPF-Na)。
[0013] 優(yōu)選的，在上述水泥助磨劑中，所述高效增強(qiáng)劑是膠體二氧化娃(又稱微粉硅膠)， 其通過(guò)氣相電解法制備，堆密度極小，粒徑W納米計(jì)。
[0014] 上述水泥助磨劑可W通過(guò)下法制得： 根據(jù)所述水泥助磨劑中各種成分的重量份，計(jì)算各自用量并相應(yīng)稱取，向反應(yīng)容器中 預(yù)先加入大部分=乙醇胺，再加入芒硝、工業(yè)鹽、亞硝酸鋼、硫代硫酸鋼、醋酸鋼和硫氯酸 鋼，在140~150巧m轉(zhuǎn)速下攬拌30~40分鐘，加熱至70~80°C并保溫4~5小時(shí)，然后再加入 剩余的=乙醇胺、乙二醇、丙=醇、聚乙二醇、高效減水劑和高效增強(qiáng)劑，并繼續(xù)保溫?cái)埌?30~40分鐘，停止加熱和攬拌，待溫度降低至40°C時(shí)出料，即獲得所需的水泥助磨劑。
[0015] 通過(guò)控制水泥助磨劑中各種物料的用量，有效控制了氯離子和堿的濃度。將制得 的水泥助磨劑W等同于現(xiàn)有水泥助磨劑的滲量應(yīng)用于普通娃酸鹽水泥的生產(chǎn)中，經(jīng)檢測(cè)， 氯離子含量及堿含量均符合GB175-2007《通用娃酸鹽水泥》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。另外，由于 價(jià)格相對(duì)較高的=乙醇胺的用量減少，因此與現(xiàn)有的水泥助磨劑相比，生產(chǎn)成本大大降低， 有利于在大范圍內(nèi)推廣使用。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面將結(jié)合具體的實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步闡述本發(fā)明。需要說(shuō)明的是，除非有特殊說(shuō)明， 下述實(shí)施例中所使用的儀器及物料均可通過(guò)商業(yè)手段獲得。
[0017] 實(shí)施例1 :水泥助磨劑的制備。
[0018] 首先向反應(yīng)蓋中加入300kgS乙醇胺，再依次加入500kg芒硝、300kg工業(yè)鹽、 100kg亞硝酸鋼、100kg硫代硫酸鋼、200kg醋酸鋼和100kg硫氯酸鋼，在150巧m轉(zhuǎn)速 下攬拌30min,加熱至80°C并保溫4h，然后再依次加入100kgS乙醇胺、100kg乙二醇、 50kg丙S醇、50kg聚乙二醇400、100kgASPF-Na和100kg膠體二氧化娃，并繼續(xù)保溫 攬拌30min,停止加熱和攬拌，待溫度降低至40°C時(shí)出料，即獲得所需的水泥助磨劑。
[0019] 實(shí)施例2 :水泥助磨劑的制備。
[0020] 首先向反應(yīng)蓋中加入500kgS乙醇胺，再依次加入700kg芒硝、500kg工業(yè)鹽、 150kg亞硝酸鋼、150kg硫代硫酸鋼、300kg醋酸鋼和150kg硫氯酸鋼，在140巧m轉(zhuǎn)速 下攬拌40min,加熱至70°C并保溫5h，然后再依次加入100kgS乙醇胺、150kg乙二醇、 70kg丙S醇、70kg聚乙二醇400、150kgASPF-Na和150kg膠體二氧化娃，并繼續(xù)保溫 攬拌40min,停止加熱和攬拌，待溫度降低至40°C時(shí)出料，即獲得所需的水泥助磨劑。
[002。 實(shí)施例3 :水泥助磨劑的制備。
[0022] 首先向反應(yīng)蓋中加入400kgS乙醇胺，再依次加入600kg芒硝、400kg工業(yè)鹽、 125kg亞硝酸鋼、125kg硫代硫酸鋼、250kg醋酸鋼和125kg硫氯酸鋼，在150巧m轉(zhuǎn)速 下攬拌40min,加熱至80°C并保溫5h，然后再依次加入100kgS乙醇胺、125kg乙二醇、 60kg丙S醇、60kg聚乙二醇400、125kgASPF-Na和125kg膠體二氧化娃，并繼續(xù)保溫 攬拌30min,停止加熱和攬拌，待溫度降低至40°C時(shí)出料，即獲得所需的水泥助磨劑。
[0023] 實(shí)施例4 :水泥助磨劑的參數(shù)測(cè)定及成本核算。
[0024] 平行生產(chǎn)3批普通娃酸鹽水泥，在保證其他工藝條件不變的前提下，分別滲入實(shí) 施例1~3中制備的水泥助磨劑，各項(xiàng)參數(shù)結(jié)果見下表。
[0025]由上表可知，在滲量為0. 03%的條件下，滲合本發(fā)明的3批水泥助磨劑的娃酸鹽水 泥中氯離子和堿的含量分別小于0. 06%和0. 6%，均符合GB175-2007《通用娃酸鹽水泥》國(guó) 家標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。此外，與現(xiàn)有水泥助磨劑每噸約4000~5000元的成產(chǎn)成本相比，本發(fā)明的 水泥助磨劑可W節(jié)約成本達(dá)409W50%左右，具有顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種水泥助磨劑，按重量份計(jì)，其包括：3~7份芒硝、1~5份工業(yè)鹽、0. 5~1. 5份亞硝 酸鈉、0. 5~1. 5份硫代硫酸鈉、1~3份醋酸鈉、0. 5~1. 5份硫氰酸鈉、2~6份三乙醇胺、0. 5~1. 5 份乙二醇、0. 3~0. 7份丙三醇、0. 3~0. 7份聚乙二醇、0. 5~1. 5份高效減水劑和0. 5~1. 5份高 效增強(qiáng)劑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥助磨劑，按重量份計(jì)，其包括：4~6份芒硝、2~4份工業(yè) 鹽、0. 75~1. 25份亞硝酸鈉、0. 75~1. 25份硫代硫酸鈉、I. 5~2. 5份醋酸鈉、0. 75~1. 25份硫 氰酸鈉、3~5份三乙醇胺、0. 75~1. 25份乙二醇、0. 4~0. 6份丙三醇、0. 4~0. 6份聚乙二醇、 0. 75~1. 25份高效減水劑和0. 75~1. 25份高效增強(qiáng)劑。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥助磨劑，按重量份計(jì)，其包括：5份芒硝、3份工業(yè)鹽、1份 亞硝酸鈉、1份硫代硫酸鈉、2份醋酸鈉、1份硫氰酸鈉、4份三乙醇胺、1份乙二醇、0. 5份丙 三醇、0. 5份聚乙二醇、1份高效減水劑和1份高效增強(qiáng)劑。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的水泥助磨劑，其特征在于，所述芒硝是硫酸鹽類 礦物，主要成分是十水合硫酸鈉。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的水泥助磨劑，其特征在于，所述工業(yè)鹽是未經(jīng)處 理的原鹽，主要成分是氯化鈉。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的水泥助磨劑，其特征在于，所述聚乙二醇是聚乙 二醇 400。7. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的水泥助磨劑，其特征在于，所述高效減水劑是氨 基橫酸鹽系尚效減水劑。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的水泥助磨劑，其特征在于，所述氨基磺酸系高效減水劑是對(duì) 氨基苯磺酸鈉-苯酚-甲醛縮合物。9. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的水泥助磨劑，其特征在于，所述高效增強(qiáng)劑是膠 體二氧化硅。10. -種根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的水泥助磨劑的制備方法，其包括下列步 驟： 根據(jù)所述水泥助磨劑中各種成分的重量份，計(jì)算各自用量并相應(yīng)稱取，向反應(yīng)容器中 預(yù)先加入大部分三乙醇胺，再加入芒硝、工業(yè)鹽、亞硝酸鈉、硫代硫酸鈉、醋酸鈉和硫氰酸 鈉，在140~150rpm轉(zhuǎn)速下攪拌30~40分鐘，加熱至70~80°C并保溫4~5小時(shí)，然后再加入 剩余的三乙醇胺、乙二醇、丙三醇、聚乙二醇、高效減水劑和高效增強(qiáng)劑，并繼續(xù)保溫?cái)嚢?30~40分鐘，停止加熱和攪拌，待溫度降低至40°C時(shí)出料，即獲得所需的水泥助磨劑。
【專利摘要】本發(fā)明公開了水泥助磨劑及其制備方法。具體而言，本發(fā)明的水泥助磨劑（按重量份計(jì)）包括3~7份芒硝、1~5份工業(yè)鹽、0.5~1.5份亞硝酸鈉、0.5~1.5份硫代硫酸鈉、1~3份醋酸鈉、0.5~1.5份硫氰酸鈉、2~6份三乙醇胺、0.5~1.5份乙二醇、0.3~0.7份丙三醇、0.3~0.7份聚乙二醇、0.5~1.5份高效減水劑和0.5~1.5份高效增強(qiáng)劑。通過(guò)控制水泥助磨劑中各種物料的用量，有效控制了成品水泥中氯離子和堿的濃度。另外，由于配方中三乙醇胺的用量減少，與現(xiàn)有的水泥助磨劑相比，生產(chǎn)成本大大降低。
【IPC分類】C04B24/32, C04B103/52
【公開號(hào)】CN105198271
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510713174
【發(fā)明人】惲夕度, 徐福明, 武泉芳, 孫葉明, 胡斌, 李衛(wèi), 李衛(wèi)鵬, 陳歡, 呂輝軍, 尹志明
【申請(qǐng)人】徐福明, 惲夕度
【公開日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年10月28日