用于磨细粒化高炉矿渣粉的液体改性激发剂及其制备方法与流程

文档序号:25543895发布日期:2021-06-18 20:41
本发明涉及激发剂及其制备领域,具体涉及一种用于磨细粒化高炉矿渣粉的液体改性激发剂及其制备方法。
背景技术
:消纳工业废渣、实现工业废渣的资源化利用,实现绿色发展,通过磨细粒化高炉矿渣粉、提高矿渣粉活性挖掘开发其应用价值,提升粒化高炉矿渣应用的技术水平。粒化高炉矿渣粉是把矿渣按照一定细度要求,磨细到一定细度标准,作为水泥、砂浆、高性能和超高性能混凝土及其它特种工程的重要无机非金属原材料。矿渣粉能够充分发挥其潜在的活性效应,提高混凝土强度,增强矿渣粉的微集料填充效应,改善混凝土工作性,节约成本,实现节能、降耗、绿色低碳发展的目的。普通矿渣的经济附加值相对较低,通过磨细制备并添加改性激发剂的粒化高炉矿渣粉,其玻璃体活性效应、填充性能、表面性能等会有大幅提升,成为一种高强高性能矿物掺合料及矿物外加剂,将矿渣的附加值得以提升,使其资源化利用大幅提高。液体改性激发剂通过参与矿渣粉制备及被加入到矿渣中,能提高矿渣粉的活性,增加其早期和后期强度;降低矿渣粉的需水量;增强矿渣粉的填充效应;扩大矿渣粉的应用范围和领域;提高矿渣粉生产制备的台时产量,降低制备生产的电耗。依据对矿渣粉的使用性、施工性、经济性原则,通过对矿渣粉的改性、激发,研制开发出满足高强高性能矿渣粉要求的改性液体激发剂具有显著意义。因此,开发一种具备提高磨细粒化高炉矿渣粉活性及综合性能的改性激发剂,使得矿渣粉活性及综合性能提升,可降低混凝土综合成本的矿渣粉改性液体激发剂是一项亟待解决的技术问题。技术实现要素:针对现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种用于磨细粒化高炉矿渣粉的液体改性激发剂及其制备方法,该液体改性激发剂能够充分发挥磨细粒化高炉矿渣粉的潜在活性,使制备的磨细矿渣粉强度和综合性能有大幅提升,降低矿渣粉的需水量,增强矿渣粉的填充效应,扩大磨细矿渣粉的应用范围和领域,提高矿渣粉生产制备的台时产量,降低制备生产电耗;其制备方法简单,易操作实施。为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现。(一)一种用于磨细粒化高炉矿渣粉的液体改性激发剂,包括以下制备原料:改性剂、表面活性剂、抗静电剂、增强激发剂、ph值调整剂和水。作为优选的,所述改性剂为木质素磺酸盐。进一步作为优选的,所述木质素磺酸盐为木质素磺酸钙。进一步作为优选的,所述木质素磺酸盐分子量800~10000,还原糖≤30%。作为优选的,所述表面活性剂为三乙醇胺、甘油、二乙醇单异丙醇胺、二乙二醇、乙二醇中的一种或多种。进一步作为优选的,所述三乙醇胺、甘油、二乙醇单异丙醇胺、二乙二醇、乙二醇,分别为工业有机试剂,含量≥85%。作为优选的,所述抗静电剂为山梨醇。作为优选的,所述增强激发剂为元明粉、硫酸铝、铝酸钠、氯化钠、蔗糖中的一种或多种。进一步作为优选的,所述元明粉为工业级,含量≥99%。进一步作为优选的,所述硫酸铝为工业低铁级,三氧化二铝≥15.8%,三氧化二铁≤0.05%,ph值≥3.0,不溶物≤0.1%。进一步作为优选的,所述铝酸钠为工业级,含量≥80%。进一步作为优选的,所述氯化钠为工业盐。作为优选的,所述ph值调整剂为氢氧化钠。作为优选的,所述原料的用量为:改性剂1.0~6.0%、表面活性剂5.0~25.0%、抗静电剂3.0-15%、增强激发剂20.0~30.0%、ph值调整剂2.0-10.0%和水45.0-70.0%。进一步作为优选的,所述表面活性剂包含:三乙醇胺5.0-10.0%、甘油0-7.5%、二乙醇单异丙醇胺0-5.0%、二乙二醇2.0-7.5%、乙二醇2.0-7.5%,占液体改性激发剂中的质量百分数。进一步作为优选的,所述增强激发剂包含:元明粉0-6%、硫酸铝5.0-18.0%、铝酸钠0-6.0%、氯化钠3.0-15.0%、蔗糖0-5.0%,占液体改性激发剂中的质量百分数。(二)一种用于磨细粒化高炉矿渣粉的液体改性激发剂的制备方法,包括以下步骤:步骤1,将增强激发剂中的氯化钠、硫酸铝、铝酸钠、元明粉、蔗糖分别依次溶解于水中,得到增强激发剂溶液;步骤2,将抗静电剂与所述增强激发剂溶液充分混合搅拌均匀后,得到第一混合液;步骤3,将表面活性剂中的乙二醇、二乙二醇、甘油、三乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺分别依次溶解于所述第一混合液中,充分混合搅拌均匀,得到第二混合液;步骤4,向所述第二混合液中加入ph调整剂,充分混合搅拌均匀,即得。优选的,步骤1中,所述增强激发剂中的每一种原料彻底均匀溶解后,方可添加下一种原料。与现有技术相比,本发明的有益效果为:1)本发明的液体改性激发剂通过参与磨矿渣粉的生产制备及被加入磨细粒化高炉矿渣粉中,能提高磨细矿渣粉的活性,增加其早期和后期强度;降低磨细矿渣粉的需水量;增强磨细矿渣粉的填充效应;扩大磨细矿渣粉的应用范围和领域;提高磨细矿渣粉生产制备的台时产量,降低其生产制备的电耗。2)用加入液体改性激发剂并参与粒化高炉矿渣粉磨制备的磨细矿渣粉其活性指数等到显著提高,用其配制的混凝土强度提高;在保证新拌混凝土拌合物状态不变的情况下,降低单方混凝土用水量;混凝土工作性能和泵送性能、施工性能优良;液体改性激发剂与聚羧酸、萘系外加剂适应性良好;使用改性激发剂磨制的矿渣粉配制的混凝土耐久性能、微观性能更加优良。具体实施方式下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述,但是本领域的技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限制本发明的范围。实施例1一种用于磨细粒化高炉矿渣粉的液体改性激发剂,包括以下质量百分比的原料:改性剂1.8%、表面活性剂17.3%、抗静电剂4.5%、增强激发剂20.9%、氢氧化钠7.3%和水48.2%。其中,改性剂为木质素磺酸盐;增强激发剂为元明粉2.1%、氯化钠3.6%、硫酸铝11.6%、蔗糖3.6%;抗静电剂为山梨醇;表面活性剂为三乙醇胺6.5%、甘油2.7%、二乙二醇3.6%、乙二醇4.5%。其中,木质素磺酸盐为木质素磺酸钙,分子量1000~8000,含还原糖20%。元明粉为工业级,粉末状,含量≥99%。硫酸铝为工业低铁级,三氧化二铝≥15.8%,三氧化二铁≤0.05%,ph值≥3.0,不溶物≤0.1%。氯化钠为工业盐。蔗糖为一种没有经过高温精炼的蔗糖,具备一定的碳水化合物功能,其中还含有很多的微量元素。山梨醇为工业级液体材料,含量≥70%。三乙醇胺、甘油、二乙二醇、乙二醇,均为工业有机液体,含量≥85%。上述用于粒化高炉矿渣粉的液体改性激发剂的制备方法,包括以下步骤:步骤1,将上述配方用量的氯化钠、硫酸铝、元明粉、蔗糖依次加入到水中直到彻底均匀溶解后,方可添加下一种原料,直到所有增强激发剂都溶解于水中后,得到增强激发剂溶液。步骤2,将上述配方用量的抗静电剂与增强激发剂溶液充分混合搅拌均匀后,得到第一混合液。步骤3,将上述配方用量的乙二醇、二乙二醇、甘油、三乙醇胺依次加入第一混合液中,充分混合搅拌均匀,得到第二混合液。步骤4,将上述配方用量的氢氧化钠与第二混合液充分混合搅拌均匀,即得用于磨细粒化高炉矿渣粉的液体改性激发剂sjfy1。实施例2一种用于磨细粒化高炉矿渣粉的液体改性激发剂,包括以下质量百分比的原料:改性剂2.0%、表面活性剂18.6%、抗静电剂4.9%、增强激发剂11.8%和水62.7%。其中,改性剂为木质素磺酸盐;增强激发剂为元明粉1.0%、氯化钠4.0%、铝酸钠2.9%、蔗糖3.9%;抗静电剂为山梨醇;表面活性剂为三乙醇胺8.8%、甘油1.0%、二乙二醇4.9%、乙二醇3.9%。其中,木质素磺酸盐为木质素磺酸钙,分子量1000~8000,含还原糖20%。元明粉为工业级,粉末状,含量≥99%。铝酸钠为工业级,含量≥80%。氯化钠为工业盐。蔗糖为一种没有经过高温精炼的蔗糖,具备一定的碳水化合物功能,其中还含有很多的微量元素。山梨醇为工业级液体材料,含量≥70%。三乙醇胺、甘油、二乙二醇、乙二醇,均为工业有机液体,含量≥85%。上述用于粒化高炉矿渣粉的液体改性激发剂的制备方法,包括以下步骤:步骤1,将上述配方用量的氯化钠、铝酸钠、元明粉、蔗糖依次加入到水中直到彻底均匀溶解后,方可添加下一种原料,直到所有增强激发剂都溶解于水中后,得到增强激发剂溶液。步骤2,将上述配方用量的抗静电剂与增强激发剂溶液充分混合搅拌均匀后,得到第一混合液。步骤3,将上述配方用量的乙二醇、二乙二醇、甘油、三乙醇胺依次加入第一混合液中,充分混合搅拌均匀,得到第二混合液。步骤4,将上述配方用量的氢氧化钠与第二混合液充分混合搅拌均匀,即得用于磨细粒化高炉矿渣粉的液体改性激发剂sjfy2。实施例3一种用于磨细粒化高炉矿渣粉的液体改性激发剂,包括以下质量百分比的原料:改性剂1.9%、表面活性剂7.5%、抗静电剂4.7%、增强激发剂26.2%、氢氧化钠4.7%和水55.0%。其中,改性剂为木质素磺酸盐;增强激发剂为元明粉5.5%、氯化钠13.0%、铝酸钠4.0%、蔗糖3.7%;抗静电剂为山梨醇;表面活性剂为三乙醇胺5.5%、二乙醇单异丙醇胺2.0%。其中,木质素磺酸盐为木质素磺酸钙,分子量1000~8000,含还原糖20%。元明粉为工业级,粉末状,含量≥99%。铝酸钠为工业级,含量≥80%。氯化钠为工业盐。蔗糖为一种没有经过高温精炼的蔗糖,具备一定的碳水化合物功能,其中还含有很多的微量元素。山梨醇为工业级液体材料,含量≥70%。三乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺均为工业有机液体,含量≥85%。上述用于粒化高炉矿渣粉的液体改性激发剂的制备方法,包括以下步骤:步骤1,将上述配方用量的氯化钠、铝酸钠、元明粉、蔗糖依次加入到水中直到彻底均匀溶解后,方可添加下一种原料,直到所有增强激发剂都溶解于水中后,得到增强激发剂溶液。步骤2,将上述配方用量的抗静电剂与增强激发剂溶液充分混合搅拌均匀后,得到第一混合液。步骤3,将上述配方用量的三乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺依次加入第一混合液中,充分混合搅拌均匀,得到第二混合液。步骤4,将上述配方用量的氢氧化钠与第二混合液充分混合搅拌均匀,即得用于磨细粒化高炉矿渣粉的液体改性激发剂sjfy3。实施例4一种用于磨细粒化高炉矿渣粉的液体改性激发剂,包括以下质量百分比的原料:改性剂6%、表面活性剂5%、抗静电剂3%、增强激发剂30%、氢氧化钠2%和水54.0%。其中,改性剂为木质素磺酸盐;增强激发剂为元明粉4%、硫酸铝11%、氯化钠4.0%、铝酸钠6.0%、蔗糖5%;抗静电剂为山梨醇;表面活性剂为二乙二醇2.5%、二乙醇单异丙醇胺2.5%。其中,木质素磺酸盐为木质素磺酸钙,分子量1000~8000,含还原糖20%。元明粉为工业级,粉末状,含量≥99%。硫酸铝为工业低铁级,三氧化二铝≥15.8%,三氧化二铁≤0.05%,ph值≥3.0,不溶物≤0.1%。铝酸钠为工业级,含量≥80%。氯化钠为工业盐。蔗糖为一种没有经过高温精炼的蔗糖,具备一定的碳水化合物功能,其中还含有很多的微量元素。山梨醇为工业级液体材料,含量≥70%。二乙二醇、二乙醇单异丙醇胺均为工业有机液体,含量≥85%。上述用于粒化高炉矿渣粉的液体改性激发剂的制备方法,包括以下步骤:步骤1,将上述配方用量的氯化钠、硫酸铝、铝酸钠、元明粉、蔗糖依次加入到水中直到彻底均匀溶解后,方可添加下一种原料,直到所有增强激发剂都溶解于水中后,得到增强激发剂溶液。步骤2,将上述配方用量的抗静电剂与增强激发剂溶液充分混合搅拌均匀后,得到第一混合液。步骤3,将上述配方用量的二乙二醇、二乙醇单异丙醇胺依次加入第一混合液中,充分混合搅拌均匀,得到第二混合液。步骤4,将上述配方用量的氢氧化钠与第二混合液充分混合搅拌均匀,即得用于磨细粒化高炉矿渣粉的液体改性激发剂。实施例5一种用于磨细粒化高炉矿渣粉的液体改性激发剂,包括以下质量百分比的原料:改性剂3%、表面活性剂20%、抗静电剂6%、增强激发剂20%、氢氧化钠6%和水45.0%。其中,改性剂为木质素磺酸盐;增强激发剂为元明粉2%、硫酸铝5%、氯化钠7.5%、铝酸钠3.0%、蔗糖2.5%;抗静电剂为山梨醇;表面活性剂为三乙醇胺9.5%、二乙醇单异丙醇胺3%、乙二醇7.5%。其中,木质素磺酸盐为木质素磺酸钙,分子量1000~8000,含还原糖20%。元明粉为工业级,粉末状,含量≥99%。硫酸铝为工业低铁级,三氧化二铝≥15.8%,三氧化二铁≤0.05%,ph值≥3.0,不溶物≤0.1%。铝酸钠为工业级,含量≥80%。氯化钠为工业盐。蔗糖为一种没有经过高温精炼的蔗糖,具备一定的碳水化合物功能,其中还含有很多的微量元素。山梨醇为工业级液体材料,含量≥70%。三乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺、乙二醇均为工业有机液体,含量≥85%。上述用于粒化高炉矿渣粉的液体改性激发剂的制备方法,包括以下步骤:步骤1,将上述配方用量的氯化钠、硫酸铝、铝酸钠、元明粉、蔗糖依次加入到水中直到彻底均匀溶解后,方可添加下一种原料,直到所有增强激发剂都溶解于水中后,得到增强激发剂溶液。步骤2,将上述配方用量的抗静电剂与增强激发剂溶液充分混合搅拌均匀后,得到第一混合液。步骤3,将上述配方用量的乙二醇、三乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺依次加入第一混合液中,充分混合搅拌均匀,得到第二混合液。步骤4,将上述配方用量的氢氧化钠与第二混合液充分混合搅拌均匀,即得用于磨细粒化高炉矿渣粉的液体改性激发剂。本发明的用于磨细粒化高炉矿渣的液体改性激发剂中各原料的具体作用如下:木质素磺酸盐加入磨细矿渣粉中,能够提高矿渣粉的粉磨效率,改善矿渣粉的颗粒级配,增强矿渣粉在混凝土中的分散性能,降低混凝土粘度,提高混凝土早期和后期强度。山梨醇加入磨细粒化高炉矿渣粉及参与矿渣粉的制备,被吸附在矿渣颗粒表面可以消除矿渣粉表面的静电荷,消除矿渣粉颗粒的团聚,提高矿渣粉颗粒发生水化的水化率,提高混凝土的早期强度;发挥填充作用降低混凝土的孔隙率,提高混凝土的流动性。元明粉、氯化钠、蔗糖加入粒化高炉矿渣中及参与矿渣粉的制备,可提高磨细矿渣粉的早期强度;提高矿渣粉活性,增强粉煤灰矿渣粉填充效应,早期能使晶核促进水化,后期能降低干缩,提高混凝土密实度及力学性能。硫酸铝、铝酸钠加入磨细矿渣粉中及参与矿渣粉的制备,提高其粉磨效率,提高混凝土的早、后期强度。表面活性剂与矿渣粉、水泥中的阳离子发生络合反应、参与并加速水泥水化过程,提高水泥强度,尤其对提高水泥石后期强度的贡献更大,不同表面活性剂的使用可适当调整液体改性激发剂的性价比。氢氧化钠加入磨细矿渣粉中及参与矿渣粉的制备保持改性激发剂具有较好的分散性、稳定性、均匀性,改善磨细矿渣粉分散的均匀性,能提高混凝土流动性,加速混凝土水化过程,提高混凝土的早期强度及耐久性。试验1对实施例1~3所得的用于磨细粒化高炉矿渣粉的液体改性激发剂进行性能测试,结果如表1所示。表1用于磨细粒化高炉矿渣粉的液体改性激发剂性能结果表编号密度ph值均匀性稳定性实施例11.2013良好良好实施例21.1913良好良好实施例31.2112良好良好试验2将以上实施例1~3制得的用于磨细粒化高炉矿渣粉的液体改性激发剂,分别按照矿渣质量的0.20%掺量,通过φ500×500水泥试验小磨在相同的粉磨时间下制得磨细粒化高炉矿渣粉。对制得的3种应用本发明的液体改性激发剂的磨细粒化高炉矿渣粉和未应用本发明的液体改性激发剂的磨细粒化高炉矿渣粉(对比例1)的0.045mm、0.080mm方孔筛筛余、比表面积和活性指数分别进行测试,试验结果如表2所示;其中,参照gb/t18046-2017《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》、gb/t1345-2005《水泥细度检验方法筛析法》对矿渣粉的0.045mm、0.080mm方孔筛筛余、比表面积、活性指数等指标测试。表2液体改性激发剂应用于磨细矿渣粉的物理性能检测结果表从表2中可看到,实施例1~3的磨细矿渣粉较对比例1的在比表面积基本一致的情况下,0.045mm方孔筛筛余明显增加,7d、28d的活性指数显著提高,液体改性激发剂应用于磨细矿渣粉后的7d、28d活性指数均达到s105级活性要求。综上所述,本发明所得的用于磨细粉煤灰的粉体改性激发剂,具备以下特点优势:(1)用添加液体改性激发剂的磨细粒化高炉矿渣粉可优化产品性能,大量利用工业废渣,减少水泥用量,实现节能减排;(2)用添加液体改性激发剂的磨细粒化高炉矿渣粉配制的混凝土较基准混凝土强度可提高10-20%;(3)混凝土工作性能和泵送性能、施工性能优良;(4)液体改性激发剂与外加剂适应性良好;(5)用添加液体改性激发剂的磨细粒化高炉矿渣粉配制的混凝土耐久性能、微观性能更加优良;(6)能扩大液体改性激发剂的磨细粒化高炉矿渣粉的应用范围和领域;(7)能提高磨细液体改性激发剂的磨细粒化高炉矿渣粉生产制备的台时产量,降低磨细矿渣粉制备生产的电耗。虽然,本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。当前第1页12
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