一种增强型水泥助磨剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及水泥外加剂技术领域，具体涉及一种增强型水泥助磨剂及其制备方法。


背景技术：

2.水泥的生产大体上分为“两磨一烧”，即生料的制备、熟料的煅烧和水泥的粉磨，而水泥的粉磨在水泥生产过程中的重要性不言而喻。然而水泥粉磨到一定细度时会发生“团聚”现象，这是由于水泥在粉磨过程中产生电荷，水泥颗粒表面的正负电荷相互吸引导致的，而水泥助磨剂可以很好地避免这种现象的发生。
3.在水泥熟料的粉磨过程中，加入少量的外加物质(液体或固体的物质)，能够显著提高粉磨效率或降低能耗，而又不损害水泥性能的这种化学添加剂外加物质通称为：水泥助磨剂。水泥助磨剂因其具有降低水泥细度、提高比表面积、优化水泥颗粒的颗粒级配及降低粉磨电耗、提高产量等作用而广泛用于水泥工业中水泥助磨剂是一种改善水泥粉磨效果和性能的化学添加剂，可以显著提高水泥台时产量、各龄期水泥强度，改善其流动性。水泥助磨剂能大幅度降低粉磨过程中形成的静电吸附包球现象，并可以降低粉磨过程中形成的超细颗粒的再次聚结趋势。但现有的水泥助磨剂只能提高水泥的助磨性，水泥熟料如果要想在粉磨的过程中进一步提高强度，还需要在磨粉过程中改善水泥颗粒分布并激发水化动力，从而提高水泥早期强度和后期强度，实现提高水泥强度。所以需要一种既能辅助水泥熟料磨粉，又能提高水泥早期强度和后期强度的水泥助磨剂。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种增强型水泥助磨剂及其制备方法。本发明能有效提高水泥早期强度和后期强度。
5.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.本发明的第一方面，提供一种增强型水泥助磨剂，包括以下重量分数的原料：
7.三乙醇胺10～20％、丙三醇5～10％、丙烯酸5～10％、不饱和聚醚5～10％、聚乙烯醇5～10％、羧甲基纤维素5～10％、糖浆5～10％、余量为水。
8.优选地，包括以下重量分数的原料：
9.三乙醇胺15％、丙三醇6～8％、丙烯酸6～8％、不饱和聚醚6～8％、聚乙烯醇6～8％、羧甲基纤维素6～8％、糖浆6～8％、余量为水。
10.优选地，所述不饱和聚醚为丙基聚氧乙烯基醚或异戊烯醇聚氧乙烯基醚，所述不饱和聚醚的分子量为2400。
11.优选地，所述糖浆由以下方法制备：
12.(1)甘蔗糖渣、甲酸钠与水按照质量比1：3：5混合并加热搅拌均匀，过滤后取滤液；
13.(2)将滤液与葡萄糖按照(3～5)：1的质量比混合，得到糖浆。
14.优选地，所述加热温度为100～130℃，加热时间为20～30min。
15.本发明的第二方面，提供增强型水泥助磨剂的制备方法，包括以下步骤：
16.1)称取三乙醇胺、丙三醇、丙烯酸、不饱和聚醚、占余量50～75wt％的水并搅拌均匀；
17.2)再加入糖浆并继续搅拌得到混合液a；
18.3)将聚乙烯醇与羧甲基纤维素混合加入剩余的水，然后加热，冷却后得到混合液b；
19.4)将混合液a与混合液b混合均匀，得到增强型水泥助磨剂。
20.优选地，步骤1)中，所述搅拌时间为2～3min。
21.优选地，步骤2)中，所述搅拌时间为3～5min。
22.优选地，步骤3)中，所述加热温度为60～80℃，加热时间为5～10min。
23.本发明的第三方面，提供增强型水泥助磨剂在提高水泥强度中的应用。
24.本发明的有益效果：
25.(1)本发明制备的增强型水泥助磨剂，配方不含氯，环保且改善水泥颗粒分散度，提高粉末细度，提高水泥强度。
26.(2)本发明中三乙醇胺、丙三醇、丙烯酸和甲酸钠配合使用，对水泥早期和后期强度特性均有显著的提高；通过甲酸钠与甘蔗渣混合，既能提高水泥强度，还具有缓凝效果。
27.(3)本发明通过试验发现，加入聚乙烯醇与羧甲基纤维素能够进一步提高水泥的早期强度，同时，还能适当提高水泥的减水率。
具体实施方式
28.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
29.为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本技术的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本技术的技术方案。
30.本发明实施例中所用的试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通过商业渠道购买得到。
31.实施例1
32.10kg甘蔗糖渣、30kg甲酸钠与50kg水混合均匀并加热至110℃，加热20min，过滤后取40kg滤液与10kg葡萄糖混合均匀，得到糖浆。
33.实施例2
34.1)称取15kg三乙醇胺、7.5kg丙三醇、7.5kg丙烯酸、7.5kg不饱和聚醚、20kg水，搅拌3min；
35.2)再加入7.5kg实施例1制备的糖浆并继续搅拌4min得到混合液a；
36.3)将7.5kg聚乙烯醇与7.5kg羧甲基纤维素混合加入剩余20kg的水，然后加热至70℃，加热7min，冷却后得到混合液b；
37.4)将混合液a与混合液b混合均匀，得到增强型水泥助磨剂。
38.实施例3
39.1)称取10kg三乙醇胺、10kg丙三醇、5kg丙烯酸、10kg不饱和聚醚、20kg水，搅拌
2min；
40.2)再加入5kg实施例1制备的糖浆并继续搅拌3min得到混合液a；
41.3)将10kg聚乙烯醇与10kg羧甲基纤维素混合加入剩余的20kg水，然后加热温度至80℃，加热5min，冷却后得到混合液b；
42.4)将混合液a与混合液b混合均匀，得到增强型水泥助磨剂。
43.实施例4
44.1)称取20kg三乙醇胺、5kg丙三醇、10kg丙烯酸、5kg不饱和聚醚、30kg水，搅拌3min；
45.2)再加入10kg实施例1制备的糖浆并继续搅拌5min得到混合液a；
46.3)将5g聚乙烯醇与5g羧甲基纤维素混合加入剩余的10kg水，然后加热温度至60℃，加热10min，冷却后得到混合液b；
47.4)将混合液a与混合液b混合均匀，得到增强型水泥助磨剂。
48.对比例1
49.1)称取15kg三乙醇胺、7.5kg丙三醇、7.5kg丙烯酸、7.5kg不饱和聚醚、20kg水，搅拌3min；
50.2)再加入7.5kg实施例1制备的糖浆并继续搅拌4min得到混合液，得到增强型水泥助磨剂。
51.对比例2
52.1)称取15kg三乙醇胺、7.5kg丙三醇、7.5kg丙烯酸、7.5kg不饱和聚醚、2kg甲酸钠、20kg水，搅拌3min；
53.2)再加入3kg葡萄糖并继续搅拌4min得到混合液a；
54.3)将7.5kg聚乙烯醇与7.5kg羧甲基纤维素混合加入剩余20kg的水，然后加热至70℃，加热7min，冷却后得到混合液b；
55.4)将混合液a与混合液b混合均匀，得到增强型水泥助磨剂。
56.对比例3
57.1)称取15kg三乙醇胺、7.5kg丙三醇、2kg甲酸钠、20kg水，搅拌3min；
58.2)再加入3kg葡萄糖并继续搅拌4min得到混合液a；
59.3)将7.5kg聚乙烯醇与7.5kg羧甲基纤维素混合加入剩余20kg的水，然后加热至70℃，加热7min，冷却后得到混合液b；
60.4)将混合液a与混合液b混合均匀，得到增强型水泥助磨剂。
61.对比例4
62.1)称取15kg三乙醇胺、7.5kg丙三醇、7.5kg丙烯酸、7.5kg不饱和聚醚、2kg甲酸钠、7.5kg聚乙烯醇、7.5kg羧甲基纤维素、20kg水，搅拌3min；
63.2)再加入3kg葡萄糖并继续搅拌4min得到混合液，得到增强型水泥助磨剂。
64.试验例
65.(1)对上述实施例2-4以及对比例1-4所得增强型水泥助磨剂掺入水泥粉磨过程中，水泥原料配合比：熟料75wt％、石膏5wt％、粉煤灰10wt％、矿渣10wt％，将实施例2-4及对比例1-4得到的增强型水泥助磨剂按0.1％的掺量与上述物料混合均匀，在无锡建仪仪器机械有限公司生产的型号为sm-500的ф500mm标准试验磨中粉磨30min得到水泥。计算磨机
台时，检测水泥的净浆流动度和平均粒径。所得结果见表1。
66.按照gb/t 1346-2001《水泥标准稠度用水量、安定性及凝结时间》测定水泥的凝结时间。按照gb/t17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(iso法)》测定水泥的强度，测试结果见表2。
67.表1
68.项目磨机台时t/h净浆流动度mm平均粒径μm实施例2221237≤60实施例3210221≤60实施例4220233≤60对比例1209217≤60～80对比例2196206≤60～80对比例3186200≤80～100对比例4192202≤60～80
69.由表1可知，实施例2～4制备的增强型水泥助磨剂在加入量相同的情况下，可以有效提高磨机台时，净浆流动性也好于对比例1～4。经检测，水泥磨粉后，实施例2～4得到的平均粒径均小于使用对比例1～4制备的助磨剂。说明本发明制备的增强型水泥助磨剂的混合方式可有效提高磨机台时，助磨效果好。
70.表2
[0071][0072]
由表2可知，实施例2～4制备的增强型水泥助磨剂能够有效提高水泥强度的早期强度和后期强度。同时，在试验中还发现，使用本发明的增强型水泥助磨剂，提高水泥的减水率。说明本发明中水泥料与增强型水泥助磨剂掺混既能显著提高水泥的强度，使水泥的平均粒径小于等于60微米，助磨效果显著。同时，还能提高水泥的减水率，一举多得，适合广泛应用。
[0073]
以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种增强型水泥助磨剂，其特征在于，包括以下重量分数的原料：三乙醇胺10～20％、丙三醇5～10％、丙烯酸5～10％、不饱和聚醚5～10％、聚乙烯醇5～10％、羧甲基纤维素5～10％、糖浆5～10％、余量为水。2.根据权利要求1所述的增强型水泥助磨剂，其特征在于，包括以下重量分数的原料：三乙醇胺15％、丙三醇6～8％、丙烯酸6～8％、不饱和聚醚6～8％、聚乙烯醇6～8％、羧甲基纤维素6～8％、糖浆6～8％、余量为水。3.根据权利要求1或2所述的增强型水泥助磨剂，其特征在于，所述不饱和聚醚为丙基聚氧乙烯基醚或异戊烯醇聚氧乙烯基醚，所述不饱和聚醚的分子量为2400。4.根据权利要求1或2所述的增强型水泥助磨剂，其特征在于，所述糖浆由以下方法制备：(1)甘蔗糖渣、甲酸钠与水按照质量比1：3：5混合并加热搅拌均匀，过滤后取滤液；(2)将滤液与葡萄糖按照(3～5)：1的质量比混合，得到糖浆。5.根据权利要求4所述的增强型水泥助磨剂，其特征在于，所述加热温度为100～130℃，加热时间为20～30min。6.权利要求1～5任一项所述的增强型水泥助磨剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)称取三乙醇胺、丙三醇、丙烯酸、不饱和聚醚、占余量50～75wt％的水并搅拌均匀；2)再加入糖浆并继续搅拌得到混合液a；3)将聚乙烯醇与羧甲基纤维素混合加入剩余的水，然后加热，冷却后得到混合液b；4)将混合液a与混合液b混合均匀，得到增强型水泥助磨剂。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述搅拌时间为2～3min。8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述搅拌时间为3～5min。9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述加热温度为60～80℃，加热时间为5～10min。10.权利要求1～5中任一项所述增强型水泥助磨剂在提高水泥强度中的应用。

技术总结
本发明公开了一种增强型水泥助磨剂，包括以下重量分数的原料：三乙醇胺10～20％、丙三醇5～10％、丙烯酸5～10％、不饱和聚醚5～10％、聚乙烯醇5～10％、羧甲基纤维素5～10％、糖浆5～10％、余量为水。其制备方法为：称取三乙醇胺、丙三醇、丙烯酸、不饱和聚醚、占余量50～75wt％的水并搅拌均匀；再加入糖浆并继续搅拌得到混合液A；将聚乙烯醇与羧甲基纤维素混合加入剩余的水，然后加热，冷却后得到混合液B；将混合液A与混合液B混合均匀，得到增强型水泥助磨剂。本发明的增强型水泥助磨剂既能辅助水泥熟料磨粉，又能提高水泥早期强度和后期强度的水泥助磨剂；同时还能提高水泥的减水率。同时还能提高水泥的减水率。


技术研发人员：王炯 于法祺 朱召进
受保护的技术使用者：济南济润新材料科技有限公司
技术研发日：2023.07.27
技术公布日：2023/10/6