水泥助磨劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于水泥生產技術領域，設及低氯、低堿、低成本的水泥助磨劑，及其制備 方法。
【背景技術】
[0002] 在水泥熟料的粉磨過程中，少量水泥助磨劑的加入不僅能夠顯著提高粉磨效率， 而且能夠改進水泥的性能。但是，同時引入水泥中的氯離子和堿卻又帶來了不容忽視的不 利因素。氯離子能夠導致鋼混結構中鋼筋的誘蝕，而鋼筋誘蝕恰恰又是影響鋼混結構耐久 性的重要因素。堿度過高將會縮短水泥的凝結時間，增大需水量，甚至有可能與混凝±骨料 發生堿集料反應，進而破壞混凝±結構。
[0003] 針對上述情況，包括中國在內的世界各國紛紛頒布了相關標準，嚴格控制水泥中 氯離子和堿的含量。按照GB175-2007《通用娃酸鹽水泥》國家標準中的規定，水泥粉磨時允 許加入助磨劑，但其滲量應不超過水泥質量的0. 5%，水泥中的氯離子含量應不大于0. 06%， 水泥中的堿含量應不大于0.6%。嚴格控制水泥助磨劑中氯離子和堿的含量無疑將有利于最 終的水泥產品達到國家標準。
[0004] 然而，現有的同類型水泥助磨劑的生產成本較高，每噸成品的成本約為4000~5000元，極大地制約了工業化普及。因此，研究并開發一種新型的低氯、低堿、低成本水泥助磨劑 將具有重要意義。
【發明內容】
[0005] 針對上述情況，本發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，大大降低了生產成本，有利于在水泥生產中得到廣泛應用。
[0006] 具體而言，本發明的水泥助磨劑，按重量份計，包括：3~7份芒硝、1~5份工業鹽、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份高效增強劑。
[0007] 在一項優選的實施方案中，所述水泥助磨劑，按重量份計，包括：4~6份芒硝、2~4份工業鹽、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份高效增強劑。
[0008] 在一項更優選的實施方案中，所述水泥助磨劑，按重量份計，包括：5份芒硝、3份工業鹽、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份高效增強劑。
[0009] 優選的，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] 優選的，在上述水泥助磨劑中，所述工業鹽是未經處理的原鹽，主要成分是氯化 鋼。
[0011] 優選的，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。更優選的，所述氨基橫酸鹽系高效減水劑是對氨基苯橫酸 鋼-苯酪-甲醒縮合物（ASPF-Na)。
[0013] 優選的，在上述水泥助磨劑中，所述高效增強劑是膠體二氧化娃(又稱微粉硅膠)， 其通過氣相電解法制備，堆密度極小，粒徑W納米計。
[0014] 上述水泥助磨劑可W通過下法制得： 根據所述水泥助磨劑中各種成分的重量份，計算各自用量并相應稱取，向反應容器中 預先加入大部分=乙醇胺，再加入芒硝、工業鹽、亞硝酸鋼、硫代硫酸鋼、醋酸鋼和硫氯酸 鋼，在140~150巧m轉速下攬拌30~40分鐘，加熱至70~80°C并保溫4~5小時，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劑，并繼續保溫攬拌 30~40分鐘，停止加熱和攬拌，待溫度降低至40°C時出料，即獲得所需的水泥助磨劑。
[0015] 通過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等同于現有水泥助磨劑的滲量應用于普通娃酸鹽水泥的生產中，經檢測， 氯離子含量及堿含量均符合GB175-2007《通用娃酸鹽水泥》國家標準中的規定。另外，由于 價格相對較高的=乙醇胺的用量減少，因此與現有的水泥助磨劑相比，生產成本大大降低， 有利于在大范圍內推廣使用。
【具體實施方式】
[0016] 下面將結合具體的實施例來進一步闡述本發明。需要說明的是，除非有特殊說明， 下述實施例中所使用的儀器及物料均可通過商業手段獲得。
[0017] 實施例1 :水泥助磨劑的制備。
[0018] 首先向反應蓋中加入300kgS乙醇胺，再依次加入500kg芒硝、300kg工業鹽、 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，并繼續保溫 攬拌30min,停止加熱和攬拌，待溫度降低至40°C時出料，即獲得所需的水泥助磨劑。
[0019] 實施例2 :水泥助磨劑的制備。
[0020] 首先向反應蓋中加入500kgS乙醇胺，再依次加入700kg芒硝、500kg工業鹽、 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，并繼續保溫 攬拌40min,停止加熱和攬拌，待溫度降低至40°C時出料，即獲得所需的水泥助磨劑。
[002。 實施例3 :水泥助磨劑的制備。
[0022] 首先向反應蓋中加入400kgS乙醇胺，再依次加入600kg芒硝、400kg工業鹽、 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，并繼續保溫 攬拌30min,停止加熱和攬拌，待溫度降低至40°C時出料，即獲得所需的水泥助磨劑。
[0023] 實施例4 :水泥助磨劑的參數測定及成本核算。
[0024] 平行生產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 施例1~3中制備的水泥助磨劑，各項參數結果見下表。
[0025]由上表可知，在滲量為0. 03%的條件下，滲合本發明的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 家標準中的規定。此外，與現有水泥助磨劑每噸約4000~5000元的成產成本相比，本發明的 水泥助磨劑可W節約成本達409W50%左右，具有顯著的經濟價值。
【主權項】
1. 一種水泥助磨劑，按重量份計，其包括：3~7份芒硝、1~5份工業鹽、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 效增強劑。2. 根據權利要求1所述的水泥助磨劑，按重量份計，其包括：4~6份芒硝、2~4份工業 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份高效增強劑。3. 根據權利要求1所述的水泥助磨劑，按重量份計，其包括：5份芒硝、3份工業鹽、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份高效增強劑。4. 根據權利要求1至3中任一項所述的水泥助磨劑，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. 根據權利要求1至3中任一項所述的水泥助磨劑，其特征在于，所述工業鹽是未經處 理的原鹽，主要成分是氯化鈉。6. 根據權利要求1至3中任一項所述的水泥助磨劑，其特征在于，所述聚乙二醇是聚乙 二醇 400。7. 根據權利要求1至3中任一項所述的水泥助磨劑，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. 根據權利要求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 氨基苯磺酸鈉-苯酚-甲醛縮合物。9. 根據權利要求1至3中任一項所述的水泥助磨劑，其特征在于，所述高效增強劑是膠 體二氧化硅。10. -種根據權利要求1至9中任一項所述的水泥助磨劑的制備方法，其包括下列步 驟： 根據所述水泥助磨劑中各種成分的重量份，計算各自用量并相應稱取，向反應容器中 預先加入大部分三乙醇胺，再加入芒硝、工業鹽、亞硝酸鈉、硫代硫酸鈉、醋酸鈉和硫氰酸 鈉，在140~150rpm轉速下攪拌30~40分鐘，加熱至70~80°C并保溫4~5小時，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劑，并繼續保溫攪拌 30~40分鐘，停止加熱和攪拌，待溫度降低至40°C時出料，即獲得所需的水泥助磨劑。
【專利摘要】本發明公開了水泥助磨劑及其制備方法。具體而言，本發明的水泥助磨劑（按重量份計）包括3~7份芒硝、1~5份工業鹽、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份高效增強劑。通過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，與現有的水泥助磨劑相比，生產成本大大降低。
【IPC分類】C04B24/32, C04B103/52
【公開號】CN105198271
【申請號】CN201510713174
【發明人】惲夕度, 徐福明, 武泉芳, 孫葉明, 胡斌, 李衛, 李衛鵬, 陳歡, 呂輝軍, 尹志明
【申請人】徐福明, 惲夕度
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年10月28日