水泥助磨剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于水泥生产技术领域，设及低氯、低碱、低成本的水泥助磨剂，及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 在水泥熟料的粉磨过程中，少量水泥助磨剂的加入不仅能够显著提高粉磨效率， 而且能够改进水泥的性能。但是，同时引入水泥中的氯离子和碱却又带来了不容忽视的不 利因素。氯离子能够导致钢混结构中钢筋的诱蚀，而钢筋诱蚀恰恰又是影响钢混结构耐久 性的重要因素。碱度过高将会缩短水泥的凝结时间，增大需水量，甚至有可能与混凝±骨料 发生碱集料反应，进而破坏混凝±结构。
[0003] 针对上述情况，包括中国在内的世界各国纷纷颁布了相关标准，严格控制水泥中 氯离子和碱的含量。按照GB175-2007《通用娃酸盐水泥》国家标准中的规定，水泥粉磨时允 许加入助磨剂，但其渗量应不超过水泥质量的0. 5%，水泥中的氯离子含量应不大于0. 06%， 水泥中的碱含量应不大于0.6%。严格控制水泥助磨剂中氯离子和碱的含量无疑将有利于最 终的水泥产品达到国家标准。
[0004] 然而，现有的同类型水泥助磨剂的生产成本较高，每吨成品的成本约为4000~5000元，极大地制约了工业化普及。因此，研究并开发一种新型的低氯、低碱、低成本水泥助磨剂 将具有重要意义。
【发明内容】
[0005] 针对上述情况，本发明提供了一种新颖的水泥助磨剂及其制备方法。在保证低氯 和低碱的前提下，大大降低了生产成本，有利于在水泥生产中得到广泛应用。
[0006] 具体而言，本发明的水泥助磨剂，按重量份计，包括：3~7份芒硝、1~5份工业盐、0. 5~1. 5份亚硝酸钢、0. 5~1. 5份硫代硫酸钢、1~3份醋酸钢、0. 5~1. 5份硫氯酸钢、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份高效减水剂 和0. 5~1. 5份高效增强剂。
[0007] 在一项优选的实施方案中，所述水泥助磨剂，按重量份计，包括：4~6份芒硝、2~4份工业盐、0. 75~1. 25份亚硝酸钢、0. 75~1. 25份硫代硫酸钢、1. 5~2. 5份醋酸钢、0. 75~1. 25 份硫氯酸钢、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份高效减水剂和0. 75~1. 25份高效增强剂。
[0008] 在一项更优选的实施方案中，所述水泥助磨剂，按重量份计，包括：5份芒硝、3份工业盐、1份亚硝酸钢、1份硫代硫酸钢、2份醋酸钢、1份硫氯酸钢、4份=乙醇胺、1份乙二 醇、0. 5份丙=醇、0. 5份聚乙二醇、1份高效减水剂和1份高效增强剂。
[0009] 优选的，在上述水泥助磨剂中，所述芒硝是硫酸盐类矿物，主要成分是十水合硫酸 钢。
[0010] 优选的，在上述水泥助磨剂中，所述工业盐是未经处理的原盐，主要成分是氯化 钢。
[0011] 优选的，在上述水泥助磨剂中，所述聚乙二醇是聚乙二醇400。
[0012] 优选的，在上述水泥助磨剂中，所述高效减水剂是氨基横酸盐系高效减水剂 (ASP)，其由苯酪类化合物、对氨基苯横酸盐和醒类化合物缩合而成；其中，所述苯酪类化 合物选自苯酪、苯二酪、苯=酪、取代苯酪中的任意一种，所述醒类化合物选自甲醒、乙醒、 慷醒、=聚甲醒中的任意一种。更优选的，所述氨基横酸盐系高效减水剂是对氨基苯横酸 钢-苯酪-甲醒缩合物（ASPF-Na)。
[0013] 优选的，在上述水泥助磨剂中，所述高效增强剂是胶体二氧化娃(又称微粉硅胶)， 其通过气相电解法制备，堆密度极小，粒径W纳米计。
[0014] 上述水泥助磨剂可W通过下法制得： 根据所述水泥助磨剂中各种成分的重量份，计算各自用量并相应称取，向反应容器中 预先加入大部分=乙醇胺，再加入芒硝、工业盐、亚硝酸钢、硫代硫酸钢、醋酸钢和硫氯酸 钢，在140~150巧m转速下揽拌30~40分钟，加热至70~80°C并保溫4~5小时，然后再加入 剩余的=乙醇胺、乙二醇、丙=醇、聚乙二醇、高效减水剂和高效增强剂，并继续保溫揽拌 30~40分钟，停止加热和揽拌，待溫度降低至40°C时出料，即获得所需的水泥助磨剂。
[0015] 通过控制水泥助磨剂中各种物料的用量，有效控制了氯离子和碱的浓度。将制得 的水泥助磨剂W等同于现有水泥助磨剂的渗量应用于普通娃酸盐水泥的生产中，经检测， 氯离子含量及碱含量均符合GB175-2007《通用娃酸盐水泥》国家标准中的规定。另外，由于 价格相对较高的=乙醇胺的用量减少，因此与现有的水泥助磨剂相比，生产成本大大降低， 有利于在大范围内推广使用。
【具体实施方式】
[0016] 下面将结合具体的实施例来进一步阐述本发明。需要说明的是，除非有特殊说明， 下述实施例中所使用的仪器及物料均可通过商业手段获得。
[0017] 实施例1 :水泥助磨剂的制备。
[0018] 首先向反应蓋中加入300kgS乙醇胺，再依次加入500kg芒硝、300kg工业盐、 100kg亚硝酸钢、100kg硫代硫酸钢、200kg醋酸钢和100kg硫氯酸钢，在150巧m转速 下揽拌30min,加热至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胶体二氧化娃，并继续保溫 揽拌30min,停止加热和揽拌，待溫度降低至40°C时出料，即获得所需的水泥助磨剂。
[0019] 实施例2 :水泥助磨剂的制备。
[0020] 首先向反应蓋中加入500kgS乙醇胺，再依次加入700kg芒硝、500kg工业盐、 150kg亚硝酸钢、150kg硫代硫酸钢、300kg醋酸钢和150kg硫氯酸钢，在140巧m转速 下揽拌40min,加热至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胶体二氧化娃，并继续保溫 揽拌40min,停止加热和揽拌，待溫度降低至40°C时出料，即获得所需的水泥助磨剂。
[002。 实施例3 :水泥助磨剂的制备。
[0022] 首先向反应蓋中加入400kgS乙醇胺，再依次加入600kg芒硝、400kg工业盐、 125kg亚硝酸钢、125kg硫代硫酸钢、250kg醋酸钢和125kg硫氯酸钢，在150巧m转速 下揽拌40min,加热至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胶体二氧化娃，并继续保溫 揽拌30min,停止加热和揽拌，待溫度降低至40°C时出料，即获得所需的水泥助磨剂。
[0023] 实施例4 :水泥助磨剂的参数测定及成本核算。
[0024] 平行生产3批普通娃酸盐水泥，在保证其他工艺条件不变的前提下，分别渗入实 施例1~3中制备的水泥助磨剂，各项参数结果见下表。
[0025]由上表可知，在渗量为0. 03%的条件下，渗合本发明的3批水泥助磨剂的娃酸盐水 泥中氯离子和碱的含量分别小于0. 06%和0. 6%，均符合GB175-2007《通用娃酸盐水泥》国 家标准中的规定。此外，与现有水泥助磨剂每吨约4000~5000元的成产成本相比，本发明的 水泥助磨剂可W节约成本达409W50%左右，具有显著的经济价值。
【主权项】
1. 一种水泥助磨剂，按重量份计，其包括：3~7份芒硝、1~5份工业盐、0. 5~1. 5份亚硝 酸钠、0. 5~1. 5份硫代硫酸钠、1~3份醋酸钠、0. 5~1. 5份硫氰酸钠、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份高效减水剂和0. 5~1. 5份高 效增强剂。2. 根据权利要求1所述的水泥助磨剂，按重量份计，其包括：4~6份芒硝、2~4份工业 盐、0. 75~1. 25份亚硝酸钠、0. 75~1. 25份硫代硫酸钠、I. 5~2. 5份醋酸钠、0. 75~1. 25份硫 氰酸钠、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份高效减水剂和0. 75~1. 25份高效增强剂。3. 根据权利要求1所述的水泥助磨剂，按重量份计，其包括：5份芒硝、3份工业盐、1份 亚硝酸钠、1份硫代硫酸钠、2份醋酸钠、1份硫氰酸钠、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份高效减水剂和1份高效增强剂。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的水泥助磨剂，其特征在于，所述芒硝是硫酸盐类 矿物，主要成分是十水合硫酸钠。5. 根据权利要求1至3中任一项所述的水泥助磨剂，其特征在于，所述工业盐是未经处 理的原盐，主要成分是氯化钠。6. 根据权利要求1至3中任一项所述的水泥助磨剂，其特征在于，所述聚乙二醇是聚乙 二醇 400。7. 根据权利要求1至3中任一项所述的水泥助磨剂，其特征在于，所述高效减水剂是氨 基横酸盐系尚效减水剂。8. 根据权利要求7所述的水泥助磨剂，其特征在于，所述氨基磺酸系高效减水剂是对 氨基苯磺酸钠-苯酚-甲醛缩合物。9. 根据权利要求1至3中任一项所述的水泥助磨剂，其特征在于，所述高效增强剂是胶 体二氧化硅。10. -种根据权利要求1至9中任一项所述的水泥助磨剂的制备方法，其包括下列步 骤： 根据所述水泥助磨剂中各种成分的重量份，计算各自用量并相应称取，向反应容器中 预先加入大部分三乙醇胺，再加入芒硝、工业盐、亚硝酸钠、硫代硫酸钠、醋酸钠和硫氰酸 钠，在140~150rpm转速下搅拌30~40分钟，加热至70~80°C并保温4~5小时，然后再加入 剩余的三乙醇胺、乙二醇、丙三醇、聚乙二醇、高效减水剂和高效增强剂，并继续保温搅拌 30~40分钟，停止加热和搅拌，待温度降低至40°C时出料，即获得所需的水泥助磨剂。
【专利摘要】本发明公开了水泥助磨剂及其制备方法。具体而言，本发明的水泥助磨剂（按重量份计）包括3~7份芒硝、1~5份工业盐、0.5~1.5份亚硝酸钠、0.5~1.5份硫代硫酸钠、1~3份醋酸钠、0.5~1.5份硫氰酸钠、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份高效减水剂和0.5~1.5份高效增强剂。通过控制水泥助磨剂中各种物料的用量，有效控制了成品水泥中氯离子和碱的浓度。另外，由于配方中三乙醇胺的用量减少，与现有的水泥助磨剂相比，生产成本大大降低。
【IPC分类】C04B24/32, C04B103/52
【公开号】CN105198271
【申请号】CN201510713174
【发明人】恽夕度, 徐福明, 武泉芳, 孙叶明, 胡斌, 李卫, 李卫鹏, 陈欢, 吕辉军, 尹志明
【申请人】徐福明, 恽夕度
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年10月28日