一种助磨剂配方的制作方法
本发明涉及水泥外加剂技术领域，尤其涉及一种助磨剂配方。
背景技术：
水泥助磨剂是一种改善水泥粉磨效果和性能的化学添加剂。在水泥熟料的粉磨过程中，加入少量水泥助磨剂，能在不损害水泥性能的同时改善物料的易磨性，减轻颗粒间的粘聚结团作用，大幅降低粉磨过程中形成的静电吸附包球和微细颗粒糊球糊衬板现象，改善水泥流动性，显著提高磨机的粉磨效率和选粉机的选粉效率，实现高产并降低粉磨能耗。作为一种化学激发剂，使用助磨剂还有助于改善水泥颗粒分布并激发水化动力，提高水泥早期强度和后期强度，生产获得的水泥产品具有较低的压实聚结趋势，有利于水泥的装卸，并可减少水泥库的挂壁现象。
水泥助磨剂产品的种类较多，目前国内研究及应用的水泥助磨剂包括液体助磨剂和固体助磨剂，其基本成分大都属于有机表面活性物质，主要为胺类、醇类、醇胺类、木质素磺酸盐类、脂肪酸及其盐类、烷基磺酸盐类等。
然而，现有的水泥助磨剂在使用过程中仍存在许多问题，如原料价格高，掺加量大导致生产成本较高；组成成分复杂、成分不明确使得质量控制困难，产品质量不稳定，进而影响了使用效果；性能不佳，造成水泥强度、耐久性、适应性、凝结时间、需水量等指标不达标，质量波动，带来安全隐患等。
综上，研究开发一种高性能、低成本、质量稳定、相容性好、提高粉磨效率和能量利用率、并能有效提高水泥强度的水泥助磨剂对水泥产业具有重要的现实意义。
技术实现要素：
发明人在长期生产实践的基础上，经反复筛选及配伍测试，研制获得了一种新的水泥助磨剂配方。本发明配方能够提高水泥净浆流动度，改善水泥的易磨性和与其他外加剂的相容性，显著提高水泥产品的力学强度，与此同时，还有助于提高粉磨效率和能量利用率，大大降低生产成本。
本发明提供一种助磨剂配方，其特征在于，所述助磨剂包括以下重量份的原料：
乙二醇10-45；丙三醇8-52；
新戊二醇0-7；三乙醇胺12-35；
二甲基乙酰胺0-24；水25-55。
优选的，
所述助磨剂包括以下重量份的原料：
乙二醇30；丙三醇18；
三乙醇胺17；水45。
优选的，
所述助磨剂包括以下重量份的原料：
乙二醇12；丙三醇10；
新戊二醇6；三乙醇胺35；
水32。
优选的，
所述助磨剂包括以下重量份的原料：
乙二醇15；丙三醇12；
新戊二醇7；三乙醇胺15；
二甲基乙酰胺24；水55。
进一步，
所述助磨剂配方的加工方法如下：
(1)将新戊二醇和水加热至60-65℃，充分搅拌15min至新戊二醇完全溶解得到混合液a；
(2)将乙二醇、丙三醇和三乙醇胺混合加热至35-40℃后，持续搅拌25-30min得到混合液b；
(3)将上述混合液a、混合液b和二甲基乙酰胺混合后加热至45-55℃，恒温充分搅拌20-25min得到混合液c；
(4)将步骤(3)得到的混合液c放入超声振荡机中，在50℃条件下恒温超声振荡40min，冷却后得到助磨剂产品。
优选的，
所述助磨剂包括以下重量份的原料：
优选的，
所述助磨剂包括以下重量份的原料：
进一步，
所述助磨剂配方的加工方法如下：
(1)将新戊二醇和水加热至60-65℃，充分搅拌15min至新戊二醇完全溶解得到混合液a；
(2)将乙二醇、丙三醇和三乙醇胺混合加热至35-40℃后，持续搅拌25-30min得到混合液b；
(3)将上述混合液a、混合液b、醋酸、二甲基乙酰胺和二乙醇单异丙醇胺混合加热至45-55℃范围内，恒温充分搅拌20-25min得到混合液c；
(4)将步骤(3)得到的混合液c放入超声振荡机中，在50℃条件下恒温超声振荡40min，冷却后得到助磨剂产品。
本发明还提供一种助磨剂的配方，其特征在于，采用一种制备助磨剂的控制系统，所述控制系统包括：
温度监测模块，用于监测第一反应器、第二反应器、第三反应器内的温度值；
时间监测模块，用于监测第一反应器、第二反应器、第三反应器的反应时间，超声波震荡器的超声震荡时间以及搅拌器的搅拌时间；
称重模块，用于对反应原料进行称重；
投料模块，用于将称重后的原料投入相应的反应器内；
所述控制模块用于
控制称重模块对第一反应原料进行称重，再控制投料模块将称重后的第一反应原料投入到第一反应器内，控制搅拌器搅拌第一搅拌时间，控制温度控制模块使第一反器内的温度保持在第一反应温度范围内；
控制称重模块对第二反应原料进行称重，再控制投料模块将称重后的第二反应原料投入到第二反应器内，控制搅拌器搅拌第二搅拌时间，控制温度控制模块使第二反器内的温度保持在第二反应温度范围内；
控制将第一反应器和第二反应器的产物投入到第三反应器内，再控制称重模块对第三反应原料进行称重，再控制投料模块将称重后的第三反应原料投入到第三反应器内，控制搅拌器搅拌第三搅拌时间，控制温度控制模块使第三反器内的温度保持在第三反应温度范围内；
控制将第三反应器内产物放入超声震荡器中，控制时间控制模块震荡第四反应时间，控制温度控制模块使超声震荡保持在第四反应温度范围内；
所述温度控制模块，时间控制模块，称重模块，投料模块、搅拌器、第一反应器、第二反应器、第三反应器、超声振荡器均与控制模块电性连接，所述控制模块与电源相接。
进一步，
其特征在于，所述助磨剂包括以下重量份的原料：
所述助磨剂配方采用制备助磨剂的控制系统制备：
(1)接通电源后，控制模块控制称重模块对第一反应原料水和新戊二醇进行称重，再控制投料模块将称重后的第一反应原料投入到第一反应器内，控制搅拌器搅拌第一搅拌时间15min，控制温度控制模块使第一反器内的温度保持在第一反应温度60-65℃范围内，充分搅拌至新戊二醇完全溶解得到混合液a；
(2)控制器控制称重模块对第二反应原料乙二醇、丙三醇和三乙醇胺进行称重，再控制投料模块将称重后的第二反应原料投入到第二反应器内，控制搅拌器搅拌第二搅拌时间25-30min，控制温度控制模块使第二反器内的温度保持在第二反应温度35-40℃范围内，充分搅拌得到混合液b；
(3)控制将第一反应器产物a和第二反应器产物b投入到第三反应器内，控制器再控制称重模块对第三反应原料二甲基乙酰胺、二乙醇单异丙醇胺、醋酸和石墨烯进行称重，再控制投料模块将称重后的第三反应原料投入到第三反应器内，控制搅拌器搅拌第三搅拌时间20-25min，控制温度控制模块使第三反器内的温度保持在第三反应温度45-55℃范围内，充分搅拌得到混合液c；
(4)控制器控制将第三反应器内产物c放入超声震荡器中，控制时间控制模块震荡第四反应时间30min，控制温度控制模块使超声震荡保持在第四反应温度50℃，恒温超声振荡40min，冷却后得到助磨剂产品。
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，不仅能够填充水泥颗粒间的微小空隙，使水泥微观结构密实平整，石墨烯还具有较高的表面活性，能够促进水泥的水化进程，提高了水泥的力学性能。二乙醇单异丙醇胺能使水化更加充分，使水泥水化硬化过程中减少膨胀产生得裂纹，提高水化硬化后水泥的抗压强度。
因为不同的原料物质粘度不同，因此，本发明采用将原料物质分别进行加热后混合，而非将原料物质直接混合制备，保证了制备的助磨剂的粘度不会变得过大。
本发明还提供一种助磨剂配方，其特征在于，所述助磨剂包括以下重量份的原料：
所述浓缩豆清水是将大豆蛋白提取过程中产生的豆清水原液浓缩5-6倍后得到的；
上述助磨剂配方的加工方法如下：
(1)将新戊二醇和水加热至60-65℃，充分搅拌15min至新戊二醇完全溶解得到混合液a；
(2)将乙二醇、丙三醇和三乙醇胺混合加热至35-40℃后，持续搅拌25-30min得到混合液b；
(3)将上述混合液a、混合液b、二甲基乙酰胺和浓缩豆清水混合加热至45-55℃范围内，恒温充分搅拌20-25min得到混合液c；
(4)将步骤(3)得到的混合液c放入超声振荡机中，在55℃条件下恒温超声振荡40min，冷却后得到助磨剂产品。
本发明还提供一种助磨剂配方，其特征在于，所述助磨剂包括以下重量份的原料：
所述助磨剂配方的加工方法如下：
(1)将新戊二醇和富里酸加入水中加热至60-65℃，充分搅拌15min至新戊二醇和富里酸完全溶解得到混合液a；
(2)将乙二醇、丙三醇和三乙醇胺混合加热至40℃后，持续搅拌30min得到混合液b；
(3)将上述混合液a、混合液b、石墨烯、二甲基乙酰胺和浓缩豆清水混合加热至45-55℃范围内，恒温充分搅拌20min得到混合液c；
(4)将步骤(3)得到的混合液c放入超声振荡机中，在55℃条件下恒温超声振荡40min，冷却后得到助磨剂产品。
优选地，
所述助磨剂配方的各原料的重量份为：
进一步，
本发明在研究助磨剂提高粉磨效率的过程中，发现石墨烯和二乙醇单异丙醇胺复配使用能提高水泥粉磨效率，改变磨内物料的分散性，有效消除水泥微细颗粒的静电吸附和包球糊磨现象，优化水泥颗粒级配，在维持原有磨机产量不变，提高水泥粉磨细度及比表面积使水泥强度2天提高15％，30天提高10％以上。
一种助磨剂配方，其特征在于，为了提高水泥粉磨效率，对所述石墨烯和二乙醇单异丙醇胺进行复配，其中复配时通过计算机确定所述石墨烯和二乙醇单异丙醇胺的重量份；
首先，利用公式(1)计算所述配置时的二乙醇单异丙醇胺的第一参考重量份，
其中，sm为所述二乙醇单异丙醇胺的第一参考重量份，t为所述新戊二醇和富里酸充分搅拌时的所述水加热的最终温度，sx为新戊二醇的重量份，arcsin()为正弦的反三角函数，
然后，利用求解所得的二乙醇单异丙醇胺的第一参考重量份对所述石墨烯进行复配，利用公式(2)确定所述石墨烯的第一参考份量；
其中，mx为求解得到的石墨烯的第一参考份量，lg为以10为底的对数，dqs为所述浓缩豆清水的重量份，ejy为所述二甲基乙酰胺的重量份，jb为所述权利要求9中加工法(3)中的的恒温搅拌时的搅拌速度，e为自然常数；最后，利用公式(3)确定所述石墨烯和二乙醇单异丙醇胺的重量份；
qusm＝median(mx，2.5，3.5)
qufl＝median(mx，4，6)
(3)
其中，qusm为最终确定的所述石墨烯的重量份，qufl为确定的所述二乙醇单异丙醇胺的重量份，median()为求括号内的数据的中位数。
有益效果：
(1)可利用大量工业废物为原料，且掺量较低，大大降低了生产成本，同时利于废物循环利用，保护环境，节能减排；
(2)组成成分明确，质量易控，有利于保证产品质量的稳定；
(3)使用效果良好，可显著增加水泥产品的强度，提高水泥粉磨细度及比表面积，优化颗粒级配，改善水泥的易磨性、耐久性和适应性；
(4)改善水泥产品与混凝土外加剂的相容性；
(5)有利于改善粉磨工艺，改善水泥分散性和流动性，提高水泥粉磨效率，降低粉磨能耗和设备磨损；
(6)有效消除水泥微细颗粒的静电吸附和包球糊磨现象，防止磨机在作业过程中产生包球、糊磨、输送管道堵塞以及水泥储库内结块等工艺问题；
(7)具有较好的缓凝和抗冻效果。
下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分。
在附图中：
图1为本发明助磨剂的控制系统的结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。
除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
实施例1
一种助磨剂配方，是由下述重量份的原料制成的：
乙二醇30；丙三醇18；
三乙醇胺17；水45；
加工方法如下：
(1)将乙二醇、丙三醇和三乙醇胺、水混合加热至30℃后，持续搅拌15min得到混合液b；
(4)上述混合液放入超声振荡机中，在25℃条件下恒温超声振荡20min，冷却后得到助磨剂产品。
实施例2
一种助磨剂配方，是由下述重量份的原料制成的：
乙二醇12；丙三醇10；
新戊二醇6；三乙醇胺35；
水32；
加工方法如下：
(1)将新戊二醇和水加热至25℃，充分搅拌15min至新戊二醇完全溶解得到混合液a；
(2)将乙二醇、丙三醇和三乙醇胺混合加热至30℃后，持续搅拌20min得到混合液b；
(3)将上述混合液a、混合液b加热至25℃，恒温充分搅拌25min得到混合液c；
(4)将步骤(3)得到的混合液c放入超声振荡机中，在25℃条件下恒温超声振荡20min，冷却后得到助磨剂产品。
实施例3
一种助磨剂配方，是由下述重量份的原料制成的：
乙二醇15；丙三醇12；
新戊二醇7；三乙醇胺15；
二甲基乙酰胺24；水55；
加工方法如下：
(1)将新戊二醇和水加热至20℃，充分搅拌15min至新戊二醇完全溶解得到混合液a；
(2)将乙二醇、丙三醇和三乙醇胺混合加热至25℃后，持续搅拌15min得到混合液b；
(3)将上述混合液a、混合液b和二甲基乙酰胺混合后加热至25℃，恒温充分搅拌25得到混合液c；
(4)将步骤(3)得到的混合液c放入超声振荡机中，在25℃条件下恒温超声振荡20min，冷却后得到助磨剂产品。
实施例4
一种助磨剂配方，是由下述重量份的原料制成的：
加工方法如下：
(1)将新戊二醇和水加热至22℃，充分搅拌15min至新戊二醇完全溶解得到混合液a；
(2)将乙二醇、丙三醇和三乙醇胺混合加热至27℃后，持续搅拌18min得到混合液b；
(3)将上述混合液a、混合液b、醋酸、二甲基乙酰胺和二乙醇单异丙醇胺混合加热至40℃范围内，恒温充分搅拌20min得到混合液c；
(4)将步骤(3)得到的混合液c放入超声振荡机中，在35℃条件下恒温超声振荡25min，冷却后得到助磨剂产品。
实施例5
一种助磨剂配方，是由下述重量份的原料制成的：
所述助磨剂配方采用采用制备助磨剂的控制系统加工：
(1)接通电源后，控制模块控制称重模块对第一反应原料水和新戊二醇进行称重，再控制投料模块将称重后的第一反应原料投入到第一反应器内，控制搅拌器搅拌第一搅拌时间15min，控制温度控制模块使第一反器内的温度保持在第一反应温度25℃范围内，充分搅拌至新戊二醇完全溶解得到混合液a；
(2)控制器控制称重模块对第二反应原料乙二醇、丙三醇和三乙醇胺进行称重，再控制投料模块将称重后的第二反应原料投入到第二反应器内，控制搅拌器搅拌第二搅拌时间20min，控制温度控制模块使第二反器内的温度保持在第二反应温度25℃范围内，充分搅拌得到混合液b；
(3)控制将第一反应器产物a和第二反应器产物b投入到第三反应器内，控制器再控制称重模块对第三反应原料二甲基乙酰胺、二乙醇单异丙醇胺、醋酸和石墨烯进行称重，再控制投料模块将称重后的第三反应原料投入到第三反应器内，控制搅拌器搅拌第三搅拌时间30min，控制温度控制模块使第三反器内的温度保持在第三反应温度40℃范围内，充分搅拌得到混合液c；
(4)控制器控制将第三反应器内产物c放入超声震荡器中，控制时间控制模块震荡第四反应时间30min，控制温度控制模块使超声震荡保持在第四反应温度40℃，恒温超声振荡25min，冷却后得到助磨剂产品。
实施例6
没有石墨烯，二乙醇单异丙醇胺的重量份为12，其他同实施例5。
实施例7
没有二乙醇单异丙醇胺，石墨烯的重量份为12，其他同实施例5。
实施例8
一种助磨剂配方，是由下述重量份的原料制成的：
所述浓缩豆清水是将大豆蛋白提取过程中产生的豆清水原液浓缩5-6倍后得到的；
上述助磨剂配方的加工方法如下：
(1)将新戊二醇和水加热至60℃，充分搅拌15min至新戊二醇完全溶解得到混合液a；
(2)将乙二醇、丙三醇和三乙醇胺混合加热至40℃后，持续搅拌25min得到混合液b；
(3)将上述混合液a、混合液b、二甲基乙酰胺和浓缩豆清水混合加热至50℃范围内，恒温充分搅拌20min得到混合液c；
(4)将步骤(3)得到的混合液c放入超声振荡机中，在55℃条件下恒温超声振荡40min，冷却后得到助磨剂产品。
实施例9
一种助磨剂配方，是由下述重量份的原料制成的：
所述助磨剂配方的加工方法如下：
(1)将新戊二醇和富里酸加入水中加热至60-65℃，充分搅拌15min至新戊二醇和富里酸完全溶解得到混合液a；
(2)将乙二醇、丙三醇和三乙醇胺混合加热至40℃后，持续搅拌30min得到混合液b；
(3)将上述混合液a、混合液b、石墨烯、二甲基乙酰胺和浓缩豆清水混合加热至45-55℃范围内，恒温充分搅拌20min得到混合液c；
(4)将步骤(3)得到的混合液c放入超声振荡机中，在55℃条件下恒温超声振荡40min，冷却后得到助磨剂产品。
对比例1
一种助磨剂配方，是由下述重量份的原料制成的：
乙二醇30；丙三醇60；
三乙醇胺10；水45；
加工方法同实施例1。
水泥助磨剂性能测试
对本发明实施例1-3和对比例1-2制备的水泥助磨剂和市售助磨剂进行性能测试。测试结果如下表1所示：
表1助磨剂性能测试结果
测试结果表明：与空白对照组相比，使用各测试组助磨剂均能使水泥产品的性能发生不同程度的改善。相比而言，本发明实施例1-3助磨剂的各项性能要优于改变了原料配方和加工方法的对比例1-2产品以及市售助磨剂产品。石墨烯和二乙醇单异丙醇胺复配使用能提高水泥粉磨效率，改变磨内物料的分散性，有效消除水泥微细颗粒的静电吸附和包球糊磨现象，优化水泥颗粒级配，提高水泥粉磨效率，使水泥质量稳定。
以上对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下做出各种变化。
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