本发明涉及建筑节能材料技术领域，具体涉及一种用于水泥的节能型添加剂及其制备方法。
背景技术：
当今世界，能源、资源和环境保护一直是水泥工业的中心课题。水泥是一种粉状水硬性无机胶凝材料。水泥在加水搅拌后成浆体，并能在空气中硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。由于水泥硬化后不但具有较高的强度，而且还能抵抗外部气液体侵蚀，因此作为一种重要的胶凝材料，一直广泛应用于土木、建筑、装修、水利、国防等工程。为加速水泥工业的发展，不仅需要依靠先进科技，还需要在现有技术的基础上，改进方法，扩展渠道，降低生产成本，减少能源消耗，最终实现经济效益的提高。
水泥添加剂是一种改善水泥粉磨效果和性能的化学添加剂，可以显著提高水泥磨台时产量和水泥各龄期强度，从而节约能源，实现节能环保。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种用于水泥的节能型添加剂及其制备方法，改善了水泥粉磨效果和性能，具有节能环保作用，另外，还能改善水泥颗粒分布并激发各混合材的水化活性，从而提高水泥早期强度和后期强度。
本发明提供了如下的技术方案：一种用于水泥的节能型添加剂，包括以下重量份的原料：滑石粉30~60份、填充剂20~30份、松香酸钠10~20份、硫酸盐10~20份、纳米硅5~15份、甲基丙烯酸甲酯5~10份、保水剂2~10份、增稠剂2~8份、纤维素醚2~8份、消泡剂1~5份、稳定剂1~4份和蒸馏水30~40份；
所述填充剂包括以下重量份的原料：石灰石粉2~10份、凹凸棒土2~8份、粉煤灰2~8份、磷石膏1~6份和氢氧化钙1~4份。
优选地，包括以下重量份的原料：滑石粉45份、填充剂25份、松香酸钠15份、硫酸盐15份、纳米硅10份、甲基丙烯酸甲酯7.5份、保水剂6份、增稠剂5份、纤维素醚5份、消泡剂3份、稳定剂2.5份和蒸馏水35份；
所述填充剂包括以下重量份的原料：石灰石粉6份、凹凸棒土5份、粉煤灰5份、磷石膏3.5份和氢氧化钙2.5份。
优选地，所述硫酸盐为硫酸钠、硫酸钾、硫酸铁、硫酸铜中的一种或者多种。
优选地，所述保水剂为聚乙二醇，所述增稠剂为链层状结构的含水富镁硅酸盐粘土矿物质。
优选地，所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素，所述消泡剂为干粉类有机硅消泡剂，所述稳定剂为醇胺类化合物。
本发明提供了一种用于水泥的节能型添加剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）、称取凹凸棒土，研磨粉碎，过60~80目筛，加入至2～5倍重量份的清水中，搅拌均匀得到浆体，用离心机将所得浆体离心除去碎屑矿物，经过过滤、干燥，并经过辐照处理，得到凹凸棒土粗粉；
（2）、将步骤（2）得到的凹凸棒土粗粉加入质量浓度为10~15%的乙醇溶液中，以转速200~300r/min搅拌15~25min，再经过超声处理，静置后得到高悬浮凹凸棒土乙醇悬浊液，过滤，水洗至ph值为6~8，再过滤，干燥得到活化凹凸棒土粉末；
（3）、按照配比称取石灰石粉、粉煤灰、磷石膏和氢氧化钙，并加入步骤（2）得到的凹凸棒土粉末，混合后放入粉碎机粉碎，过100~120目筛得到所述填充剂，备用；
（4）、按照配比称取剩余原料与加入到步骤（3）得到的填充剂混合，放入带有搅拌装置的容器内，开动搅拌器，以300~400r/min条件搅拌40~50min，得到混合溶液，对混合溶液进行加热，控制加热温度为65～75℃，加热时间为20~30min，加热结束后充分搅拌20～30min形成凝胶，再经烘干、粉碎、筛分，得到粒径为12～25mm的所述用于水泥的节能型添加剂。
优选地，所述步骤（1）的搅拌条件是在常温下以150～180r/min搅拌2～2.5h。
优选地，所述步骤（1）中的辐照处理为利用10~25kev，30~35kg的氮离子束对干燥后的凹凸棒土进行辐照，用于将凹凸棒土棒晶打散解离。
优选地，所述步骤（2）中超声处理条件为20～30khz，时间为40~50min。
本发明的有益效果：改善水泥粉磨效果和性能，可以显著提高水泥磨台时产量和水泥各龄期强度，具有节能环保作用，具体如下：
（1）、本发明的水泥添加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，减少过粉磨现象。；
（2）、本发明的水泥添加剂既能节约电耗和煤耗，又能提高水泥的品质和性能，且在成本、价格上低于国内同类产品的平均水平；在制备上简便易行；
（3）、本发明提高了水泥整体的抗压强度，本发明水泥添加剂在生产水泥时加入0.5~0.8%，可降低燃料10%左右，做到节能减排，另外，提高磨机产量10~12%；
（4）、本发明使用过程中方便并能均匀使用，满足生产的稳定性，保证生产水泥的质量。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
一种用于水泥的节能型添加剂，包括以下重量份的原料：
滑石粉30份；
填充剂20份；
松香酸钠10份；
硫酸盐10份；
纳米硅5份；
甲基丙烯酸甲酯5份；
保水剂2份；
增稠剂2份；
纤维素醚2份；
消泡剂1份；
稳定剂1份；
蒸馏水30份；
所述填充剂包括以下重量份的原料：石灰石粉2份、凹凸棒土2份、粉煤灰2份、磷石膏1份和氢氧化钙1份。
其中，所述硫酸盐为硫酸钠，所述保水剂为聚乙二醇，所述增稠剂为链层状结构的含水富镁硅酸盐粘土矿物质。
其中，所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素，所述消泡剂为干粉类有机硅消泡剂，所述稳定剂为醇胺类化合物。
本实施例中提供了一种用于水泥的节能型添加剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）、称取凹凸棒土，研磨粉碎，过60目筛，加入至2倍重量份的清水中，搅拌均匀得到浆体，用离心机将所得浆体离心除去碎屑矿物，经过过滤、干燥，并经过辐照处理，得到凹凸棒土粗粉；
（2）、将步骤（2）得到的凹凸棒土粗粉加入质量浓度为10%的乙醇溶液中，以转速200r/min搅拌15min，再经过超声处理，静置后得到高悬浮凹凸棒土乙醇悬浊液，过滤，水洗至ph值为6，再过滤，干燥得到活化凹凸棒土粉末；
（3）、按照配比称取石灰石粉、粉煤灰、磷石膏和氢氧化钙，并加入步骤（2）得到的凹凸棒土粉末，混合后放入粉碎机粉碎，过100目筛得到所述填充剂，备用；
（4）、按照配比称取剩余原料与加入到步骤（3）得到的填充剂混合，放入带有搅拌装置的容器内，开动搅拌器，以300r/min条件搅拌40min，得到混合溶液，对混合溶液进行加热，控制加热温度为65℃，加热时间为20min，加热结束后充分搅拌20min形成凝胶，再经烘干、粉碎、筛分，得到粒径为12mm的所述用于水泥的节能型添加剂。
其中，所述步骤（1）的搅拌条件是在常温下以150r/min搅拌2h。
其中，所述步骤（1）中的辐照处理为利用10kev，30kg的氮离子束对干燥后的凹凸棒土进行辐照，用于将凹凸棒土棒晶打散解离。
其中，所述步骤（2）中超声处理条件为20khz，时间为40min。
实施例2
一种用于水泥的节能型添加剂，包括以下重量份的原料：
滑石粉60份；
填充剂30份；
松香酸钠20份；
硫酸盐20份；
纳米硅15份；
甲基丙烯酸甲酯10份；
保水剂10份；
增稠剂8份；
纤维素醚8份；
消泡剂5份；
稳定剂4份；
蒸馏水40份；
所述填充剂包括以下重量份的原料：石灰石粉10份、凹凸棒土8份、粉煤灰8份、磷石膏6份和氢氧化钙4份。
其中，所述硫酸盐为硫酸钾，所述保水剂为聚乙二醇，所述增稠剂为链层状结构的含水富镁硅酸盐粘土矿物质。
其中，所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素，所述消泡剂为干粉类有机硅消泡剂，所述稳定剂为醇胺类化合物。
本实施例中提供了一种用于水泥的节能型添加剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）、称取凹凸棒土，研磨粉碎，过80目筛，加入至5倍重量份的清水中，搅拌均匀得到浆体，用离心机将所得浆体离心除去碎屑矿物，经过过滤、干燥，并经过辐照处理，得到凹凸棒土粗粉；
（2）、将步骤（2）得到的凹凸棒土粗粉加入质量浓度为15%的乙醇溶液中，以转速300r/min搅拌25min，再经过超声处理，静置后得到高悬浮凹凸棒土乙醇悬浊液，过滤，水洗至ph值为8，再过滤，干燥得到活化凹凸棒土粉末；
（3）、按照配比称取石灰石粉、粉煤灰、磷石膏和氢氧化钙，并加入步骤（2）得到的凹凸棒土粉末，混合后放入粉碎机粉碎，过120目筛得到所述填充剂，备用；
（4）、按照配比称取剩余原料与加入到步骤（3）得到的填充剂混合，放入带有搅拌装置的容器内，开动搅拌器，以400r/min条件搅拌50min，得到混合溶液，对混合溶液进行加热，控制加热温度为75℃，加热时间为30min，加热结束后充分搅拌30min形成凝胶，再经烘干、粉碎、筛分，得到粒径为25mm的所述用于水泥的节能型添加剂。
其中，所述步骤（1）的搅拌条件是在常温下以180r/min搅拌2.5h。
其中，所述步骤（1）中的辐照处理为利用25kev，35kg的氮离子束对干燥后的凹凸棒土进行辐照，用于将凹凸棒土棒晶打散解离。
其中，所述步骤（2）中超声处理条件为30khz，时间为50min。
实施例3
一种用于水泥的节能型添加剂，包括以下重量份的原料：
滑石粉45份；
填充剂25份；
松香酸钠15份；
硫酸盐15份；
纳米硅10份；
甲基丙烯酸甲酯7.5份；
保水剂6份；
增稠剂5份；
纤维素醚5份；
消泡剂3份；
稳定剂2.5份；
蒸馏水35份；
所述填充剂包括以下重量份的原料：石灰石粉6份、凹凸棒土5份、粉煤灰5份、磷石膏3.5份和氢氧化钙2.5份。
其中，所述硫酸盐为硫酸铁，所述保水剂为聚乙二醇，所述增稠剂为链层状结构的含水富镁硅酸盐粘土矿物质。
其中，所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素，所述消泡剂为干粉类有机硅消泡剂，所述稳定剂为醇胺类化合物。
本实施例中提供了一种用于水泥的节能型添加剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）、称取凹凸棒土，研磨粉碎，过70目筛，加入至4倍重量份的清水中，搅拌均匀得到浆体，用离心机将所得浆体离心除去碎屑矿物，经过过滤、干燥，并经过辐照处理，得到凹凸棒土粗粉；
（2）、将步骤（2）得到的凹凸棒土粗粉加入质量浓度为12.5%的乙醇溶液中，以转速250r/min搅拌20min，再经过超声处理，静置后得到高悬浮凹凸棒土乙醇悬浊液，过滤，水洗至ph值为7，再过滤，干燥得到活化凹凸棒土粉末；
（3）、按照配比称取石灰石粉、粉煤灰、磷石膏和氢氧化钙，并加入步骤（2）得到的凹凸棒土粉末，混合后放入粉碎机粉碎，过110目筛得到所述填充剂，备用；
（4）、按照配比称取剩余原料与加入到步骤（3）得到的填充剂混合，放入带有搅拌装置的容器内，开动搅拌器，以350r/min条件搅拌45min，得到混合溶液，对混合溶液进行加热，控制加热温度为70℃，加热时间为25min，加热结束后充分搅拌25min形成凝胶，再经烘干、粉碎、筛分，得到粒径为18mm的所述用于水泥的节能型添加剂。
其中，所述步骤（1）的搅拌条件是在常温下以165r/min搅拌2.2h。
其中，所述步骤（1）中的辐照处理为利用18kev，32kg的氮离子束对干燥后的凹凸棒土进行辐照，用于将凹凸棒土棒晶打散解离。
其中，所述步骤（2）中超声处理条件为25khz，时间为45min。
实施例4
将实施例1~3中得到的用于水泥的节能型添加剂加入到同一批次的水泥中，并且以一组未添加本发明的普通水泥作为对照组，进行测试结果如下：
参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。