一种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，设及一种水泥助磨剂，特别是一种低氯、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，每吨成品的成本约合人民币 2000~3000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】
阳〇化]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、1~3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. 3~0. 7份硫氯酸钢、10~30 份水、0. 3~0. 7份S乙醇胺、0. 5~1. 5份乙二醇、0. 3~0. 7份丙S醇、0. 05~0. 15份吐溫、 0. 05~0. 15份聚乙二醇、0. 01~0. 03份水溶性硅油和0. 5~1. 5份活性二氧化娃。
[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、 1. 5~2. 5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. 4~0. 6份硫氯酸钢、15~25份水、0. 4~0. 6份S乙醇胺、0. 75~1. 25份乙二醇、0. 4~0. 6份 丙S醇、0. 075~0. 125份吐溫、0. 075~0. 125份聚乙二醇、0. 015~0. 025份水溶性硅油和 0. 75~1. 25份活性二氧化娃。
[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、2份 工业盐、1份亚硝酸钢、1份硫代硫酸钢、2份醋酸钢、0. 5份硫氯酸钢、20份水、0. 5份=乙醇 胺、1份乙二醇、0. 5份丙=醇、0. 1份吐溫、0. 1份聚乙二醇、0. 02份水溶性硅油、1份活性二 氧化娃。
[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，构成了水泥助磨剂中氯离子的重要来源。
[0011] 优选的，在上述水泥助磨剂中，所述水的纯度几乎不影响水泥助磨剂的性能，因此 优选自来水。
[0012] 优选的，在上述水泥助磨剂中，所述吐溫是吐溫-20。
[0013] 优选的，在上述水泥助磨剂中，所述聚乙二醇是聚乙二醇400。
[0014] 优选的，在上述水泥助磨剂中，所述水溶性硅油是聚硅氧烷-多烷氧基酸共聚物， 通常为黄色或栋黄色油状粘稠透明液体，先通过氯硅烷水解生成聚硅氧烷，再与聚酸缩合 而成，优选708型水溶性硅油。
[0015] 优选的，在上述水泥助磨剂中，所述活性二氧化娃是由二氧化娃经硅烷偶联剂改 性处理后得到的二氧化娃衍生物。经过改性处理后，自身的亲水性降低，并且能够有效降低 水泥助磨剂中的碱含量。经平行试验证明，使用不同的硅烷偶联剂改性的活性二氧化娃并 未对水泥助磨剂的最终性能产生差异较大的影响，多种活性二氧化娃均可适用于制备本发 明的水泥助磨剂。
[0016]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 中预先加入大部分水，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 140~150rpm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S乙醇 胺、乙二醇、丙=醇、吐溫、聚乙二醇、水溶性硅油和活性二氧化娃，最后补加剩余的水并继 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。
[0017] 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】
[0018] 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。
[0019] 实施例1 :水泥助磨剂的制备。
[0020] 首先向反应蓋中加入1800kg水，再依次加入500kg芒硝、200kg工业盐、100kg亚硝酸钢、100kg硫代硫酸钢、200kg醋酸钢和50kg硫氯酸钢，在150巧m转速下揽拌30 min,加热至80°C并保溫4h，然后再依次加入50kgS乙醇胺、100kg乙二醇、50kg丙S 醇、10kg吐溫-20、10kg聚乙二醇400、2kg708型水溶性硅油和100kg活性二氧化娃， 最后补加200kg水并继续保溫揽拌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。 阳〇2U实施例2 :水泥助磨剂的制备。
[0022] 首先向反应蓋中加入2700kg水，再依次加入700kg芒硝、300kg工业盐、150kg 亚硝酸钢、150kg硫代硫酸钢、300kg醋酸钢和70kg硫氯酸钢，在140rpm转速下揽拌40min,加热至70°C并保溫5h，然后再依次加入70kgS乙醇胺、150kg乙二醇、70kg丙S 醇、15kg吐溫-20、15kg聚乙二醇400、3kg708型水溶性硅油和150kg活性二氧化娃， 最后补加300kg水并继续保溫揽拌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。 阳02引实施例3 :水泥助磨剂的制备。
[0024] 首先向反应蓋中加入2200kg水，再依次加入600kg芒硝、250kg工业盐、125kg 亚硝酸钢、125kg硫代硫酸钢、250kg醋酸钢和60kg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60kgS乙醇胺、125kg乙二醇、60kg丙S 醇、12. 5kg吐溫-20、12. 5kg聚乙二醇400、2. 5kg708型水溶性硅油和125kg活性二氧 化娃，最后补加300kg水并继续保溫揽拌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。
[00巧]实施例4 :水泥助磨剂的参数测定及成本核算。
[00%] 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。
[0027]由上表可知，在渗量为0. 1%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2000~3000元的成产成本相比，本发明的 水泥助磨剂可W节约一半，甚至是=分之二的成本，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、1~3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. 3~0. 7份硫氰酸钠、10~30份水、0. 3~0. 7份 三乙醇胺、〇? 5~L5份乙二醇、0? 3~0. 7份丙三醇、0? 05~0. 15份吐温、0? 05~0. 15份聚乙二 醇、0. 01~0. 03份水溶性硅油和0. 5~1. 5份活性二氧化硅。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、I. 5~2. 5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. 4~0. 6 份硫氰酸钠、15~25份水、0. 4~0. 6份三乙醇胺、0. 75~1. 25份乙二醇、0. 4~0. 6份丙三醇、 0. 075~0. 125 份吐温、0. 075~0. 125 份聚乙二醇、0. 015~0. 025 份水溶性硅油和 0. 75~1. 25 份活性二氧化硅。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、2份工业盐、1份 亚硝酸钠、1份硫代硫酸钠、2份醋酸钠、0. 5份硫氰酸钠、20份水、0. 5份三乙醇胺、1份乙二 醇、〇. 5份丙三醇、0. 1份吐温、0. 1份聚乙二醇、0. 02份水溶性硅油和1份活性二氧化硅。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，所述水是自来水。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，所述吐温是吐 温 _20〇8. 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。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，所述水溶性硅油是 708型水溶性硅油。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 中预先加入大部分水，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，然后再加入三乙醇 胺、乙二醇、丙三醇、吐温、聚乙二醇、水溶性硅油和活性二氧化硅，最后补加剩余的水并继 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】本发明公开了一种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、1~3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、0.3~0.7份硫氰酸钠、10~30份水、0.3~0.7份三乙醇胺、0.5~1.5份乙二醇、0.3~0.7份丙三醇、0.05~0.15份吐温、0.05~0.15份聚乙二醇、0.01~0.03份水溶性硅油和0.5~1.5份活性二氧化硅。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】C04B103/52, C04B24/42
【公开号】CN105198275
【申请号】CN201510713130
【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