CN101838121B - 一种高效低等级粉煤灰激发剂的制备技术 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低等级粉煤灰水泥激发剂及其制备方法，是由三乙醇胺、乙二醇、氢氧化钾、硅酸钾、低分子量脂肪酸盐和水混合复配而得，各原料的质量百分比：三乙醇胺2～5％、乙二醇2～5％、氢氧化钾15～25％、硅酸钾20～30％、低分子量脂肪酸盐10～15％和水30～50％。激发剂在粉煤灰水泥中的掺量不超过0.5％，该激发剂不仅适用于等级较高的粉煤灰，而且对低等级粉煤灰具有良好的激发效果，能够大幅度提高粉煤灰水泥3d、28d强度，在粉煤灰掺量不变的情况下能够提高水泥等级一个标号，或者在保证水泥等级不变的情况下能够提高粉煤灰的掺入量(在国家标准允许的范围内)，大大降低水泥生产成本，该粉煤灰激发剂生产方法简单、环保、安全，值得大力推广。
Description
技术领域：
本发明属于水泥工艺外加剂技术领域，具体涉及一种低等级粉煤灰激发剂及其制备方法。
背景技术：
粉煤灰激发剂是能够激发粉煤灰水泥中粉煤灰早期活性的物质，其加入量不超过水泥质量的0.5％。在倡导可持续发展的今天，解决我国最大量工业废渣粉煤灰的利用问题具有极其重要的社会和经济意义。我国是水泥生产的大国，水泥产业是应用粉煤灰的大户，我国粉煤灰2009年排放量将近3亿吨，但利用率仅为年排放量的40％～50％。随着发电厂、城市供热工程的不断增加，粉煤灰的排放量也必将随之增多。估计到2020年，我国粉煤灰的年排放量将达到现在的3倍左右，再加上目前我国已有20亿吨粉煤灰累计堆存量，总的堆存量将会达到30多亿吨。这么多的粉煤灰不仅占用大量农田，而且会造成地下水、空气的污染，破坏生态平衡。粉煤灰的研究大部分以I、II级灰为主，等级低的III级灰很少采用，虽然取得了一些效果，但实际应用价值不大，就我国95％以上都是III级灰的现状，开发低级别粉煤灰活性技术刻不容缓。
粉煤灰活性激发的方法有：(1)物理方法：粉煤灰的粉磨，分选和养护温度的控制；(2)化学方法：各类碱激发剂、硫酸盐、氯盐激发剂或复合激发；(3)物理化学方法：表面改性，水热预处理，压蒸法，引入晶种法等。化学激发粉煤灰活性是一条相对简单有效的途径，只要直接加入少量的化学激发剂，就可达到激发活性的目的。
常用的粉煤灰化学激发方法有酸激发、碱激发、硫酸盐激发和氯盐激发等。国内外的激发剂主要采用无机材料或者无机与有机材料通过简单复配而成，适用性差，稳定性差、成本高，使用中存在增强功效不足，或存在对混凝土耐久性产生不良影响的限制，制约了粉煤灰的大规模应用。
现在市场上的粉煤灰激发剂产品，存在掺量大(超出国家标准)且激发效果一般的问题，再加上成本较高等问题，使得粉煤灰激发剂一直得不到大规模推广。
发明内容：
针对目前粉煤灰活性激发在理论上研究较多，而实际应用较少且激发效果一般的问题，本文提出了一种新的粉煤灰激发剂制备技术，采用了新的激发材料，大大激发了粉煤灰的活性，提高了水泥产品的早期强度，满足国家标准对水泥产品的指标要求，对混凝土的耐久性产生有利的影响。该粉煤灰激发剂性能良好，成本较低，且体系稳定性好。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种粉煤灰激发剂，其特征在于它由三乙醇胺、乙二醇、氢氧化钾、硅酸钾、低分子量脂肪酸盐和水混合而成，各原料的质量百分比：三乙醇胺2～5％、乙二醇2～5％、氢氧化钾15～25％、硅酸钾20～30％，低分子量脂肪酸盐10～15％和水30～50％。
上述三乙醇胺、乙二醇、氢氧化钾、硅酸钾、低分子量脂肪酸盐为工业级。
上述水为自来水。
上述一种粉煤灰激发剂的制备方法，其特征在于以下步骤：
1)原料的选取：按各原料所占的百分比：三乙醇胺2～5％、乙二醇2～5％、氢氧化钾15～25％、硅酸钾20～30％，水30～50％，选取三乙醇胺、乙二醇、氢氧化钾、硅酸钾、低分子量脂肪酸盐和水，备用：
2)先将氢氧化钾溶于水，搅拌均匀后，再将硅酸钾缓慢加入到氢氧化钾溶液中，边加入边搅拌，直至完全溶解，再将低分子量脂肪酸盐、三乙醇胺、乙二醇加入到前期配置的溶液中制得均匀溶液，所得混合溶液即为产品。
上述一种粉煤灰激发剂的应用：激发剂主要针对粉煤灰水泥。对于粉煤灰水泥的掺入量为0.1～0.5％，其添加方式按照设定掺量通过高效雾化装置喷入磨机内。
本发明的优点在于：
1、本产品能大幅度的激发低等级粉煤灰的活性，提高粉煤灰水泥的物理性能，使得粉煤灰掺量为30％的水泥，提高三天抗压强度6～8MPa，28天抗压强度提高12～14MPa。
2、本产品对于水泥和混凝土性能无不良影响。
3、本产品为一种复配激发剂，制作工艺简单，在粉煤灰掺量不变的情况下提高水泥等级一个标号，或在水泥等级不变的情况下大幅度提高粉煤灰掺量(在国家标准允许的范围内)。
4、本产品价格低廉、来源充足，具有很好的推广应用前景。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合实例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下的实施例。
实施例1：
一种粉煤灰水泥激发剂的制备方法，它包括如下步骤：
1)原料的选取：按照各原料质量百分比：氢氧化钾15、硅酸钾20、低分子量脂肪酸盐5、三乙醇胺5、乙二醇5、水50。选取氢氧化钾、硅酸钾、低分子量脂肪酸盐、三乙醇胺和乙二醇原料备用；所述氢氧化钾、硅酸钾、低分子量脂肪酸盐、三乙醇胺和乙二醇为工业级，所述水为自来水。
2)先将氢氧化钾溶于水，再将硅酸钾缓慢加入到溶液中，边加入边搅拌，搅拌均匀后，再将低分子量脂肪酸盐、三乙醇胺和乙二醇加入到溶液中混合均匀，所得混合液即为产品(一种粉煤灰水泥激发剂)。
实施例2：
一种粉煤灰水泥激发剂的制备方法，它包括如下步骤：
1)原料的选取：按照各原料质量百分比：氢氧化钾20，硅酸钾25，低分子量脂肪酸盐10、三乙醇胺3，乙二醇2，水40。选取氢氧化钾、硅酸钾、低分子量脂肪酸盐、三乙醇胺和乙二醇原料备用；所述氢氧化钾、硅酸钾、低分子量脂肪酸盐、三乙醇胺和乙二醇为工业级，所述水为自来水。
2)先将氢氧化钾溶于水，再将硅酸钾缓慢加入到溶液中，边加入边搅拌，搅拌均匀后，再将低分子量脂肪酸盐、三乙醇胺和乙二醇加入到溶液中混合均匀，所得混合液即为产品(一种粉煤灰水泥激发剂)。
实施例3：
一种粉煤灰水泥激发剂的制备方法，它包括如下步骤：
1)原料的选取：按照各原料质量百分比：氢氧化钾25、硅酸钾30、三乙醇胺2、乙二醇3、低分子量脂肪酸盐5、水35。选取氢氧化钾、硅酸钾、低分子量脂肪酸盐、三乙醇胺和乙二醇原料备用；所述氢氧化钾、硅酸钾、低分子量脂肪酸盐、三乙醇胺和乙二醇为工业级，所述水为自来水。
2)先将氢氧化钾溶于水，再将硅酸钾缓慢加入到溶液中，边加入边搅拌，搅拌均匀后，再将低分子量脂肪酸盐、三乙醇胺和乙二醇加入到溶液中混合均匀，所得混合液即为产品(一种粉煤灰水泥激发剂)。
Claims (3)
1.一种粉煤灰激发剂，由三乙醇胺、乙二醇、氢氧化钾、硅酸钾、低分子量脂肪酸盐和水组成，各组分质量百分比：三乙醇胺2～5％、乙二醇2～5％、氢氧化钾15～25％、硅酸钾20～30％、低分子量脂肪酸盐10～15％、水为30～50％。
2.根据权利要求1所述的粉煤灰激发剂，其特征在于：三乙醇胺、乙二醇、氢氧化钾、硅酸钾、低分子量脂肪酸盐为工业级化工原料，水为自来水。
3.根据权利要求1所述的粉煤灰激发剂的制备方法，其步骤是先将质量份数为15～25份的氢氧化钾、加入到30～50份的水中制成溶液，再将20～30份的硅酸钾缓慢加入到溶液中，边搅拌边缓慢加入，使其混合均匀，将10～15份低分子量脂肪酸盐、2～5份的三乙醇胺和2～5份的乙二醇加入溶液中，搅拌制得均匀溶液。
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