一种贝利特硫铝酸盐水泥增强剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种贝利特硫铝酸盐水泥增强剂及其制备方法，特别是一种聚酰胺多 酚型增强剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 水泥工业是我国能量消耗的大户，节能减排一直是我国水泥工业发展的方向。贝 利特硫铝酸盐水泥由于经过了特殊的设计，改变了水泥熟料中的矿物种类和组成，使得该 品种水泥的生产能耗显著降低，同时还能大量消纳粉煤灰等工业废弃物，经济效益和社会 效益显著，符合水泥工业低能耗绿色环保的理念，具有很好的发展前景。
[0003] 众所周知，在水泥中掺加混合材，一方面能够消纳工业废弃物，另一方面能够降低 水泥的生产成本。混合材在水泥水化过程中需要消耗Ca(0H) 2生成胶凝性水化产物，从而为 水泥硬化体提供强度，而贝利特硫铝酸盐水泥相比普通硅酸盐水泥，由于其矿物组成中硅 酸钙矿物含量低，水化过程中生成的Ca(0H)2的数量显著减少，在混合材掺量较大的情况 下，能够生成的胶凝性水化产物较少，水泥的强度下降幅度较大。以42.5强度等级水泥为 例，相同强度等级的熟料，普通硅酸盐水泥熟料中能够掺加30%以上的混合材，而贝利特硫 铝酸盐水泥中只能掺加20~25%混合材。如何通过引入新的技术手段，增加大掺量混合材 贝利特硫铝酸盐水泥的强度，是进一步降低贝利特硫铝酸盐水泥的成本，拓宽其应用范围 的新课题，而这方面的研究目前尚未见报道。
【发明内容】
[0004] 本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种贝利特硫铝酸盐水泥增强 剂及其制备方法，该增强剂在混合材掺量较大的情况下，能够加速贝利特矿物的水化，增加 大掺量混合材贝利特硫铝酸盐水泥的早期和后期强度，进一步降低贝利特硫铝酸盐水泥的 生产成本。
[0005] 本发明具有的优点和积极效果是：
[0006] (1)增强剂属于绿色环保产品，制备过程不产生三废。
[0007] (2)增强剂的制备过程工艺操作简单，便于控制。
[0008] (3)增强剂可以在掺量较低的情况下有效增加大掺量混合材的贝利特硫铝酸盐水 泥的强度。经测试，在增强剂掺量为水泥质量的0.04%的条件下，水泥3天抗压强度最高提 高5.4MPa，28天抗压强度最高提高6.9MPa，具有明显的经济效益。
[0009] (4)增强剂对大掺量混合材的贝利特硫铝酸盐水泥的增强效果明显，经测试，水泥 3天抗压强度提高3-6MPa，28天抗压强度提高4-7MPa。
[0010] 综上所述，本发明提供的增强剂是由四乙烯五胺、马来酸酐和苯酚按照一定的摩 尔比，在引发剂和催化剂的作用下，在适当温度条件下进行自由基反应而成。本发明提供的 增强剂能够提高大掺量混合材的贝利特硫铝酸盐水泥的早期和后期强度，经济效益十分显 著，具有很好的推广前景。
【具体实施方式】
[0011] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是 应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的 限制。
[0012] 本发明实施例1-4(对应增强剂J1-J4)各原料组分配比(摩尔比）如表1所示。
[0013 ]表1实施例卜4 (对应增强剂J卜J4)各原料组分摩尔比
[0014]
[0015] 实施例1:
[0016] 制备增强剂J1:在装有电动搅拌器、冷凝管、温度计及水浴加热装置的反应容器 中，加入37.868(0.2111〇1)四乙烯五胺和58.848(0.6111〇1)马来酸酐，搅拌升温至60°(：使二者 完全溶解，之后开始按照1.2ml/min的速率滴加占四乙烯五胺和马来酸酐总质量3%的质量 分数为5 %的过硫酸铵水溶液，同时将水浴装置以3-5 °C/min的速率升温至合成反应温度70 °C，持续搅拌反应2小时;保持合成反应温度为70°C，向反应容器中加入22.58g(0.24mol)) 苯酚，同时向反应容器中按照〇.2ml/min的速率滴加占四乙烯五胺、马来酸酐和苯酚总质量 1.5 %的质量分数为1.0 %的亚硫酸氢钠水溶液，持续搅拌反应8h，然后停止搅拌，保温2h; 保温结束后，冷却至室温，再用2mol/L NaOH水溶液调节pH=6.5,所得淡黄色粘稠液体即为 增强剂J1。
[0017] 由上述合成反应可知，上述贝利特硫铝酸盐水泥增强剂J1分子结构通式如下：
[0018]
[0019] 式中，R为钠离子，m表示单体在聚合物中的重复单元数，数均分子量为26300，粘度 (25。〇为 109mPa · S，m = 50。
[0020] 实施例2
[0021] 制备增强剂J2:在装有电动搅拌器、冷凝管、温度计及水浴加热装置的反应容器 中，加入37.868(0.2111〇1)四乙烯五胺和78.458(0.8111〇1)马来酸酐，搅拌升温至60°(：使二者 完全溶解，之后开始按照1.2ml/min的速率滴加占四乙烯五胺和马来酸酐总质量4%的质量 分数为4%的过硫酸铵水溶液，同时使水浴装置以3-5 °C/min的速率升温至合成反应温度80 °C，持续搅拌反应2小时;保持合成反应温度为80°C，向反应容器中加入15.06g(0.16mol)苯 酚，同时向反应容器中按照〇.2ml/min的速率滴加占四乙烯五胺、马来酸酐和苯酚总质量 1.5 %的质量分数为1.5 %的亚硫酸氢钠水溶液，持续搅拌反应8h，然后停止搅拌，保温4h; 保温结束后，冷却至室温，再用2mol/L NaOH水溶液调节pH=7.0，所得淡黄色粘稠液体即为 增强剂J2。
[0022] 由上述合成反应可知，上述贝利特硫铝酸盐水泥增强剂J2分子结构通式如下：
[0023]
[0024] 式中，R为钠离子，m表示单体在聚合物中的重复单元数，所述贝利特硫铝酸盐水泥 增强剂J2的数均分子量为31560,粘度(25°C)为117mPa · S，m = 60。
[0025] 实施例3
[0026] 制备增强剂J3:在装有电动搅拌器、冷凝管、温度计及水浴加热装置的反应容器 中，加入37 · 86g(0 · 2mol)四乙烯五胺和98 · 06g( 1 · Omol)马来酸酐，搅拌升温至65°C，使二者 完全溶解，之后开始按照1.2ml/min的