CN103833257A - 一种促凝增强型水泥助磨剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种水泥助磨剂，包括以下组分：10wt%～20wt%的有机促凝类物质，所述有机促凝类物质包括醇胺类物质、甲酸钙和聚丙烯酰胺；12wt%～25wt%的无机促凝类物质，所述无机促凝类物质包括含铝物质、含镁物质和层状硅酸钠；余量为硅藻土。本发明提供的水泥助磨剂中包括有机促凝类物质和无机促凝类物质，在本发明中，所述有机促凝类物质和无机促凝类物质相互作用，使得到的水泥助磨剂能够提高水泥凝结的时间，且提高了水泥的强度。另外，本发明提供的水泥助磨剂还能够提高水泥的产量、节约粉磨电耗，在保证水泥强度和磨机台时产量基本不变的情况下，能够减少熟料的用量，提高工业废渣的用量。
Description
技术领域
本发明涉及水泥外加剂技术领域，尤其涉及一种促凝增强型水泥助磨剂。
背景技术
水泥是人类生活和社会生产中不可缺少的一种建筑材料，使用广、用量多，素有“建筑工业的粮食”之称，目前国内外尚无一种材料可以替代它的地位。据统计资料表明，世界建筑业消耗资源、能源占总资源、能源消耗量的40%。由于废气、粉尘、废水和噪声的影响，使得水泥工业还是环境污染的大户。与此同时，规模日益扩大的工业化生产伴随着的工业副产品不断产生与积累，存在存储处理和破坏生态环境等问题。我国每年排放出大量的粉煤灰、矿渣、磷渣、钢渣等各类固态工业废弃物（工业废渣），但是其综合利用率不足一半。
为了缓解能源危机，减少环境污染，实现节能减排，目前，人们有意向将工业废渣应用于水泥中，既解决了工业废渣的后处理问题，又保证了水泥原料的来源。然而，由于工业废渣的大量掺入，会影响水泥的强度，而且掺入了大量工业废渣后的水泥凝结时间会延长，由于这两方面的影响，制约了工业废渣在水泥中的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水泥助磨剂，本发明提供水泥助磨剂具有促凝和力学增强的效果，利于工业废渣在水泥中的应用。
本发明提供了一种水泥助磨剂，包括以下组分：
10wt%～20wt%的有机促凝类物质，所述有机促凝类物质包括醇胺类物质、甲酸钙和聚丙烯酰胺；
12wt%～25wt%的无机促凝类物质，所述无机促凝类物质包括含铝物质、含镁物质和层状硅酸钠；
余量为硅藻土。
优选的，所述醇胺类物质包括三乙醇胺和/或二乙醇单异丙醇胺。
优选的，所述含铝物质包括硫酸铝、偏铝酸钠和氧化铝中的一种或几种；
所述含镁物质包括硅酸镁、醋酸镁、氟硅酸镁和硫酸镁中的一种或几种。
优选的，所述醇胺类物质在所述水泥助磨剂中的质量含量为6wt%～10wt%。
优选的，所述甲酸钙在所述水泥助磨剂中的质量含量为3wt%～6wt%。
优选的，所述聚丙烯酰胺在所述水泥助磨剂中的质量含量为1wt%～3wt%。
优选的，所述含铝物质在所述水泥助磨剂中的质量含量为5wt%～10wt%。
优选的，所述含镁物质在所述水泥助磨剂中的质量含量为2wt%～5wt%。
优选的，所述层状硅酸钠在所述水泥助磨剂中的质量含量为5wt%～10wt%。
上述技术方案所述水泥助磨剂在水泥中的应用，所述水泥助磨剂在所述水泥中的用量为0.3wt%～0.5wt%。
本发明提供了一种水泥助磨剂，包括以下组分：10wt%～20wt%的有机促凝类物质，所述有机促凝类物质包括醇胺类物质、甲酸钙和聚丙烯酰胺；12wt%～25wt%的无机促凝类物质，所述无机促凝类物质包括含铝物质、含镁物质和层状硅酸钠；余量为硅藻土。本发明提供的水泥助磨剂中包括有机促凝类物质和无机促凝类物质，在本发明中，所述有机促凝类物质和无机促凝类物质相互作用，使得到的水泥助磨剂能够提高水泥凝结的时间，且提高了水泥的强度。另外，本发明提供的水泥助磨剂还能够提高水泥的产量、节约粉磨电耗，在保证水泥强度和磨机台时产量基本不变的情况下，能够减少熟料的用量，提高工业废渣的用量。实验结果表明，本发明提供的水泥助磨剂使得水泥的凝结时间缩短50～80min、3d的抗折强度能够提高12%、28d的抗折强度能够提高8.6%、3d的抗压强度能够提高21.25%、28d的抗压强度提高了14.2%；能够提高水泥产量15%以上，节约粉磨电耗15%以上；保证水泥强度和磨机台时产量基本不变的情况下，可以减少8%～10%的熟料，多用8%～10%的工业废渣。
具体实施方式
本发明提供了一种水泥助磨剂，包括以下组分：
10wt%～20wt%的有机促凝类物质，所述有机促凝类物质包括醇胺类物质、甲酸钙和聚丙烯酰胺；
12wt%～25wt%的无机促凝类物质，所述无机促凝类物质包括含铝物质、含镁物质和层状硅酸钠；
余量为硅藻土。
本发明提供的水泥助磨剂能够缩短水泥凝结的时间，提高工业废渣的用量，且能够提高水泥的力学强度。本发明提供的水泥助磨剂兼具促进水泥水化缩短凝结时间及增加其强度的双重作用，可以充分发挥工业废渣潜在活性或胶凝性，调节凝结时间，有利于工业废渣在水泥混凝土中的大量利用。
本发明提供的水泥助磨剂包括10wt%～20wt%的有机促凝类物质，优选为12wt%～18wt%，更优选为14wt%～16wt%；在本发明中，所述有机促凝类物质包括醇胺类物质、甲酸钙和聚丙烯酰胺；
在本发明中，所述醇胺类物质优选为三乙醇胺和/或二乙醇单异丙醇胺；所述醇胺类物质在所述水泥助磨剂中的质量含量优选为6wt%～10wt%，更优选为6wt%～8wt%，最优选为7wt%～8wt%；
在本发明中，所述甲酸钙在所述水泥助磨剂中的质量含量优选为3wt%～6wt%，更优选为4wt%～5wt%；
在本发明中，所述聚丙烯酰胺在所述水泥助磨剂中的质量含量优选为1wt%～3wt%，更优选为2wt%～3wt%。
本发明提供的水泥助磨剂包括12wt%～25wt%的无机促凝类物质，优选为14wt%～23wt%，更优选为16wt%～21wt%，最优选为18wt%～19wt%；在本发明中，所述无机促凝类物质包括含铝物质、含镁物质和层状硅酸钠；
在本发明中，所述含铝物质优选包括硫酸铝、偏铝酸钠和氧化铝中的一种或几种，更优选包括硫酸铝、偏铝酸钠和氧化铝中的一种或两种；本发明对所述含铝物质的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的上述种类的含铝物质即可，如氧化铝可采用煅烧铝矾土，具体的可以为煅烧铝矾土的市售商品。在本发明中，所述含铝物质在所述水泥助磨剂中的质量含量优选为5wt%～10wt%，更优选为6wt%～9wt%，最优选为7wt%～8wt%；
在本发明中，所述含镁物质优选包括硅酸镁、醋酸镁、氟硅酸镁和硫酸镁中的一种或几种，更优选包括硅酸镁、醋酸镁、氟硅酸镁和硫酸镁中的一种或两种；本发明对所述含镁物质的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的上述种类的含镁物质即可，如硅酸镁可以采用海泡石。在本发明中，所述含镁物质在所述水泥助磨剂中的质量含量优选为2wt%～5wt%，更优选为2wt%～4wt%，最优选为3wt%～4wt%；
在本发明中，所述层状硅酸钠在所述水泥助磨剂中的质量含量优选为5wt%～10wt%，更优选为6wt%～9wt%，最优选为7wt%～8wt%；本发明对所述层状硅酸钠的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的层状硅酸钠即可，如可以采用层状硅酸钠的市售商品。
本发明对所述水泥助磨剂的制备方法没有特殊的限制，将上述技术方案所述各组分混合后，即可得到所需的水泥助磨剂。本发明对所述混合的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的组合物的混合技术方案即可。
本发明提供的水泥助磨剂用于水泥中，能够提高水泥的强度，且具有促凝效果，从而能够提高工业废渣的用量，减少熟料的用量，从而提高了水泥的凝结速度，缩短了水泥的凝结时间，且提高了得到的水泥的力学强度。
本发明提供了上述技术方案所述的水泥助磨剂在水泥中的应用，具体的，可以为掺入了工业废渣的水泥。与现有技术相比，在水泥强度和磨机台时以及产量不变或基本不变的情况下，采用本申请提供的水泥助磨剂，能够减少使用8wt%～10wt%的熟料，增加8wt%～10wt%的工业废渣的使用。在本发明中，所述水泥助磨剂在所述水泥中的用量为0.3wt%～0.5wt%，优选为0.4wt%～0.5wt%，更优选为0.4wt%～0.45wt%。
本发明提供了一种水泥助磨剂，包括以下组分：10wt%～20wt%的有机促凝类物质，所述有机促凝类物质包括醇胺类物质、甲酸钙和聚丙烯酰胺；12wt%～25wt%的无机促凝类物质，所述无机促凝类物质包括含铝物质、含镁物质和层状硅酸钠；余量为硅藻土。本发明提供的水泥助磨剂中包括有机促凝类物质和无机促凝类物质，在本发明中，所述有机促凝类物质和无机促凝类物质相互作用，使得到的水泥助磨剂能够提高水泥凝结的时间，且提高了水泥的强度。另外，本发明提供的水泥助磨剂还能够提高水泥的产量、节约粉磨电耗，在保证水泥强度和磨机台时产量基本不变的情况下，能够减少熟料的用量，提高工业废渣的用量。实验结果表明，本发明提供的水泥助磨剂使得水泥的凝结时间缩短50～80min、3d的抗折强度能够提高12%、28d的抗折强度能够提高8.6%、3d的抗压强度能够提高21.25%、28d的抗压强度提高了14.2%；能够提高水泥产量15%以上，节约粉磨电耗15%以上；保证水泥强度和磨机台时产量基本不变的情况下，可以减少8%～10%的熟料，多用8%～10%的工业废渣。
本发明提供的水泥助磨剂为一类促凝增强型水泥助磨剂，既能够缩短水泥的凝结时间，又能够提高水泥的力学强度。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的水泥助磨剂进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将6质量份的三乙醇胺、3质量份的甲酸钙、3质量份的聚丙烯酰胺、10质量份的硫酸铝、3质量份的醋酸镁、5质量份的层状硅酸钠和70质量份的硅藻土混合均匀，得到水泥助磨剂。
本发明将得到的水泥助磨剂在Ф500mm×500mm标准试验小磨中进行试验，具体过程如下：
按照以下物料配比混合：质量分数为70%的熟料、质量分数为4.0%的石膏、质量分数12%的矿渣和质量分数为14%的粉煤灰，得到混合物；
向得到的混合物中加入质量分数为混合物总质量0.4%的本实施例得到的水泥助磨剂，混合粉磨30min后得到处理后的水泥。
依据GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》中记载的方法测试水泥胶砂强度；采用DBT-127型勃氏透气比表面积仪检测勃氏比表面积；依据GB1346-2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》中记载的方法检测水泥的标准稠度用水量、凝结时间，结果如表1所示，表1为本发明实施例和比较例得到的小磨实验结果。
实施例2
将8质量份的二乙醇单异丙醇胺、6质量份的甲酸钙、1质量份的聚丙烯酰胺、2质量份的硫酸铝、2质量份的偏铝酸钠、6质量份的煅烧铝矾土、2质量份的氟硅酸镁、10质量份的层状硅酸钠和硅藻土63质量份混合均匀，得到水泥助磨剂。
本发明将得到的水泥助磨剂在Ф500mm×500mm标准试验小磨中进行试验，具体过程如下：
按照以下物料配比混合：质量分数为70%的熟料、质量分数为4.0%的石膏、质量分数12%的矿渣和质量分数为14%的粉煤灰，得到混合物；
向得到的混合物中加入质量分数为混合物总质量0.3%的本实施例得到的促凝增强型水泥助磨剂，混合粉磨30min后得到处理后的水泥。
依据GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》中记载的方法测试水泥胶砂强度；采用DBT-127型勃氏透气比表面积仪检测勃氏比表面积；依据GB1346-2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》中记载的方法检测水泥的标准稠度用水量、凝结时间，结果如表1所示，表1为本发明实施例和比较例得到的小磨实验结果。
实施例3
将3.5质量份的三乙醇胺、3质量份的二乙醇单异丙醇胺、4质量份的甲酸钙、2质量份的聚丙烯酰胺、3质量份的硫酸铝、5质量份的煅烧铝矾土、1质量份的海泡石、1.5质量份的醋酸镁、8质量份的层状硅酸钠和69质量份的硅藻土混合均匀，得到水泥助磨剂。
本发明将得到的水泥助磨剂在Ф500mm×500mm标准试验小磨中进行试验，具体过程如下：
按照以下物料配比混合：质量分数为70%的熟料、质量分数为4.0%的石膏、质量分数12%的矿渣和质量分数为14%的粉煤灰，得到混合物；
向得到的混合物中加入质量分数为混合物总质量0.5%的本实施例得到的促凝增强型水泥助磨剂，混合粉磨30min后得到处理后的水泥。
依据GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》中记载的方法测试水泥胶砂强度；采用DBT-127型勃氏透气比表面积仪检测得到勃氏比表面积；依据GB1346-2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》中记载的方法检测水泥的标准稠度用水量、凝结时间，结果如表1所示，表1为本发明实施例和比较例得到的小磨实验结果。
比较例1
在Ф500mm×500mm标准试验小磨中进行试验，具体过程如下：
按照以下物料配比混合：质量分数为70%的熟料、质量分数为4.0%的石膏、质量分数12%的矿渣和质量分数为14%的粉煤灰混合，粉磨30min后得到处理后的水泥。
依据GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》中记载的方法测试水泥胶砂强度；采用DBT-127型勃氏透气比表面积仪检测比表面积；依据GB1346-2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》中记载的方法检测水泥的标准稠度用水量、凝结时间，结果如表1所示，表1为本发明实施例和比较例得到的小磨实验结果。
表1本发明实施例和比较例得到的小磨实验结果
由表1可以看出，本发明提供的水泥助磨剂具有较高的促凝和力学增强效果，缩短了水泥的凝结时间，提高了水泥的力学强度。
由以上实施例可知，本发明提供了一种水泥助磨剂，包括以下组分：10wt%～20wt%的有机促凝类物质，所述有机促凝类物质包括醇胺类物质、甲酸钙和聚丙烯酰胺；12wt%～25wt%的无机促凝类物质，所述无机促凝类物质包括含铝物质、含镁物质和层状硅酸钠；余量为硅藻土。本发明提供的水泥助磨剂中包括有机促凝类物质和无机促凝类物质，在本发明中，所述有机促凝类物质和无机促凝类物质相互作用，使得到的水泥助磨剂能够提高水泥凝结的时间，且提高了水泥的强度。另外，本发明提供的水泥助磨剂还能够提高水泥的产量、节约粉磨电耗，在保证水泥强度和磨机台时产量基本不变的情况下，能够减少熟料的用量，提高工业废渣的用量。实验结果表明，本发明提供的水泥助磨剂使得水泥的凝结时间缩短50～80min、3d的抗折强度能够提高12%、28d的抗折强度能够提高8.6%、3d的抗压强度能够提高21.25%、28d的抗压强度提高了14.2%；能够提高水泥产量15%以上，节约粉磨电耗15%以上；保证水泥强度和磨机台时产量基本不变的情况下，可以减少8%～10%的熟料，多用8%～10%的工业废渣。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种促凝增强型水泥助磨剂，包括以下组分：
10wt%～20wt%的有机促凝类物质，所述有机促凝类物质包括醇胺类物质、甲酸钙和聚丙烯酰胺；
12wt%～25wt%的无机促凝类物质，所述无机促凝类物质包括含铝物质、含镁物质和层状硅酸钠；
余量为硅藻土。
2.根据权利要求1所述的水泥助磨剂，其特征在于，所述醇胺类物质包括三乙醇胺和/或二乙醇单异丙醇胺。
3.根据权利要求1所述的水泥助磨剂，其特征在于，所述含铝物质包括硫酸铝、偏铝酸钠和氧化铝中的一种或几种；
所述含镁物质包括硅酸镁、醋酸镁、氟硅酸镁和硫酸镁中的一种或几种。
4.根据权利要求1或2所述的水泥助磨剂，其特征在于，所述醇胺类物质在所述水泥助磨剂中的质量含量为6wt%～10wt%。
5.根据权利要求1所述的水泥助磨剂，其特征在于，所述甲酸钙在所述水泥助磨剂中的质量含量为3wt%～6wt%。
6.根据权利要求1所述的水泥助磨剂，其特征在于，所述聚丙烯酰胺在所述水泥助磨剂中的质量含量为1wt%～3wt%。
7.根据权利要求1或3所述的水泥助磨剂，其特征在于，所述含铝物质在所述水泥助磨剂中的质量含量为5wt%～10wt%。
8.根据权利要求1或3所述的水泥助磨剂，其特征在于，所述含镁物质在所述水泥助磨剂中的质量含量为2wt%～5wt%。
9.根据权利要求1所述的水泥助磨剂，其特征在于，所述层状硅酸钠在所述水泥助磨剂中的质量含量为5wt%～10wt%。
10.权利要求1～9任意一项所述水泥助磨剂在水泥中的应用，所述水泥助磨剂在所述水泥中的用量为0.3wt%～0.5wt%。
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