CN105236814A - 低氯低碱复合水泥助磨剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种低氯低碱复合水泥助磨剂及其制备方法，按重量份计，其包括：羟丙基甲基纤维素2~6份、氯化钠0.2~0.6份、六偏磷酸钠2~4份、磷酸二氢镁2~4份、硫酸铵2~4份、硫代硫酸钠0.8~1.8份、甲酸钠2~4份、乙酸钠2~4份、硫酸铝2~4份、硫氰酸钠0.8~1.8份、五水偏硅酸钠2~4份、木质素磺酸钠2~6份、糖蜜2~4份、木质素磺酸钙2~4份、三异丙醇胺2~6份、丙三醇2~4份、季戊四醇1.2~1.8份、对氨基苯磺酸5~7份、甲基丙烯酸2~4份、马来酸酐2~4份、聚山梨酯0.8~1.2份、活性二氧化硅0.8~1.8份、硅藻土4~8份、聚四氟乙烯粉末2~4份、粉煤灰5~12份和水70~120份。

Description

低氯低碱复合水泥助磨剂及其制备方法

技术领域

本发明属于水泥生产技术领域，涉及低氯、低碱、低成本的低氯低碱复合水泥助磨剂及其制备方法。

背景技术

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。氯离子能够导致桥梁钢混结构中钢筋的锈蚀，而钢筋锈蚀恰恰又是影响桥梁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，甚至有可能与混凝土骨料发生碱集料反应，进而破坏桥梁混凝土结构。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《通用硅酸盐水泥》国家标准中的规定，水泥粉磨时允许加入助磨剂，但其掺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。然而，现有的同类型低氯低碱复合水泥助磨剂的生产成本较高，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、低成本的桥梁用复合水泥助磨剂将具有重要意义。

发明内容

针对上述情况，本发明提供了一种新颖的低氯低碱复合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。

具体而言，本发明的低氯低碱复合水泥助磨剂，按重量份计，包括：羟丙基甲基纤维素2～6份、氯化钠0.2～0.6份、六偏磷酸钠2～4份、磷酸二氢镁2～4份、硫酸铵2～4份、硫代硫酸钠0.8～1.8份、甲酸钠2～4份、乙酸钠2～4份、硫酸铝2～4份、硫氰酸钠0.8～1.8份、五水偏硅酸钠2～4份、木质素磺酸钠2～6份、糖蜜2～4份、木质素磺酸钙2～4份、三异丙醇胺2～6份、丙三醇2～4份、季戊四醇1.2～1.8份、对氨基苯磺酸5～7份、甲基丙烯酸2～4份、马来酸酐2～4份、聚山梨酯0.8～1.2份、活性二氧化硅0.8～1.8份、硅藻土4～8份、聚四氟乙烯粉末2～4份、粉煤灰5～12份和水70～120份。

优选的方案，按重量份计，其包括：羟丙基甲基纤维素4份、氯化钠0.4份、六偏磷酸钠3份、磷酸二氢镁3份、硫酸铵3份、硫代硫酸钠1.2份、甲酸钠3份、乙酸钠3份、硫酸铝3份、硫氰酸钠1.2份、五水偏硅酸钠3份、木质素磺酸钠5份、糖蜜3份、木质素磺酸钙3份、三异丙醇胺5份、丙三醇3份、季戊四醇1.5份、对氨基苯磺酸6份、甲基丙烯酸3份、马来酸酐3份、聚山梨酯1.0份、活性二氧化硅1.2份、硅藻土6份、聚四氟乙烯粉末3份、粉煤灰9份和水100份。

上述的低氯低碱复合水泥助磨剂的制备方法，其包括下列步骤：

1)根据所述低氯低碱复合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；

2)向反应容器中加入对氨基苯磺酸、甲基丙烯酸和马来酸酐，搅拌均匀后再一边搅拌一边加入三异丙醇胺，搅拌反应0.5h得产物A；

3)在产物A中加入氯化钠、六偏磷酸钠、磷酸二氢镁、硫代硫酸钠甲酸钠、乙酸钠、硫氰酸钠、五水偏硅酸钠和总量70％的水，搅拌加热至90℃并保温4h得产物B；

4)在产物B中一边搅拌一边加入羟丙基甲基纤维素、硫酸铵、丙三醇、季戊四醇、木质素磺酸钠、糖蜜、木质素磺酸钙、聚山梨酯、活性二氧化硅和硫酸铝，加入完毕后在70℃温度、0.5MPa气压下反应3h得产物C；

5)室温下一边搅拌一边在产物C中加入剩余的水和硫酸铝、硅藻土、聚四氟乙烯粉末和粉煤灰，最后加入酸碱调节剂调节PH值至6～7并密封包装既得低氯低碱复合水泥助磨剂。

优选的，步骤2)和步骤5)的搅拌转速是150～160rpm；步骤3)和步骤4)的搅拌转速是100～120rpm。

通过控制复合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。将制得的低氯低碱复合水泥助磨剂应用于普通硅酸盐水泥的生产中，经检测，氯离子含量及碱含量均符合GB175-2007《通用硅酸盐水泥》国家标准中的规定。

具体实施方式

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设备及物料均可通过商业手段获得。

实施例1：

低氯低碱复合水泥助磨剂，按重量份计，包括：羟丙基甲基纤维素2份、氯化钠0.2份、六偏磷酸钠2份、磷酸二氢镁2份、硫酸铵2份、硫代硫酸钠0.8份、甲酸钠2份、乙酸钠2份、硫酸铝2份、硫氰酸钠0.8份、五水偏硅酸钠2份、木质素磺酸钠2份、糖蜜2份、木质素磺酸钙2份、三异丙醇胺2份、丙三醇2份、季戊四醇1.2份、对氨基苯磺酸5份、甲基丙烯酸2份、马来酸酐2份、聚山梨酯0.8份、活性二氧化硅0.8份、硅藻土4份、聚四氟乙烯粉末2份、粉煤灰5份和水70份。

上述低氯低碱复合水泥助磨剂可以通过下法制得：

1)根据所述低氯低碱复合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；

2)向反应容器中加入对氨基苯磺酸、甲基丙烯酸和马来酸酐，搅拌均匀后再一边搅拌一边加入三异丙醇胺，搅拌反应0.5h得产物A；

3)在产物A中加入氯化钠、六偏磷酸钠、磷酸二氢镁、硫代硫酸钠甲酸钠、乙酸钠、硫氰酸钠、五水偏硅酸钠和总量70％的水，搅拌加热至90℃并保温4h得产物B；

4)在产物B中一边搅拌一边加入羟丙基甲基纤维素、硫酸铵、丙三醇、季戊四醇、木质素磺酸钠、糖蜜、木质素磺酸钙、聚山梨酯、活性二氧化硅和硫酸铝，加入完毕后在70℃温度、0.5MPa气压下反应3h得产物C；

5)室温下一边搅拌一边在产物C中加入剩余的水和硫酸铝、硅藻土、聚四氟乙烯粉末和粉煤灰，最后加入酸碱调节剂调节PH值至6～7并密封包装既得低氯低碱复合水泥助磨剂。

其中，步骤2)和步骤5)的搅拌转速是150rpm；步骤3)和步骤4)的搅拌转速是100rpm。

实施例2：

低氯低碱复合水泥助磨剂，按重量份计，包括：羟丙基甲基纤维素6份、氯化钠0.6份、六偏磷酸钠4份、磷酸二氢镁4份、硫酸铵4份、硫代硫酸钠1.8份、甲酸钠4份、乙酸钠4份、硫酸铝4份、硫氰酸钠1.8份、五水偏硅酸钠4份、木质素磺酸钠6份、糖蜜4份、木质素磺酸钙4份、三异丙醇胺6份、丙三醇4份、季戊四醇1.8份、对氨基苯磺酸7份、甲基丙烯酸4份、马来酸酐4份、聚山梨酯1.2份、活性二氧化硅1.8份、硅藻土8份、聚四氟乙烯粉末4份、粉煤灰12份和水120份。

上述低氯低碱复合水泥助磨剂可以通过下法制得：

1)根据所述低氯低碱复合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；

2)向反应容器中加入对氨基苯磺酸、甲基丙烯酸和马来酸酐，搅拌均匀后再一边搅拌一边加入三异丙醇胺，搅拌反应0.5h得产物A；

3)在产物A中加入氯化钠、六偏磷酸钠、磷酸二氢镁、硫代硫酸钠甲酸钠、乙酸钠、硫氰酸钠、五水偏硅酸钠和总量70％的水，搅拌加热至90℃并保温4h得产物B；

4)在产物B中一边搅拌一边加入羟丙基甲基纤维素、硫酸铵、丙三醇、季戊四醇、木质素磺酸钠、糖蜜、木质素磺酸钙、聚山梨酯、活性二氧化硅和硫酸铝，加入完毕后在70℃温度、0.5MPa气压下反应3h得产物C；

5)室温下一边搅拌一边在产物C中加入剩余的水和硫酸铝、硅藻土、聚四氟乙烯粉末和粉煤灰，最后加入酸碱调节剂调节PH值至6～7并密封包装既得低氯低碱复合水泥助磨剂。

其中，步骤2)和步骤5)的搅拌转速是160rpm；步骤3)和步骤4)的搅拌转速是120rpm。

实施例3：

低氯低碱复合水泥助磨剂，按重量份计，包括：羟丙基甲基纤维素4份、氯化钠0.4份、六偏磷酸钠3份、磷酸二氢镁3份、硫酸铵3份、硫代硫酸钠1.2份、甲酸钠3份、乙酸钠3份、硫酸铝3份、硫氰酸钠1.2份、五水偏硅酸钠3份、木质素磺酸钠5份、糖蜜3份、木质素磺酸钙3份、三异丙醇胺5份、丙三醇3份、季戊四醇1.5份、对氨基苯磺酸6份、甲基丙烯酸3份、马来酸酐3份、聚山梨酯1.0份、活性二氧化硅1.2份、硅藻土6份、聚四氟乙烯粉末3份、粉煤灰9份和水100份。

上述低氯低碱复合水泥助磨剂可以通过下法制得：

1)根据所述低氯低碱复合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；

2)向反应容器中加入对氨基苯磺酸、甲基丙烯酸和马来酸酐，搅拌均匀后再一边搅拌一边加入三异丙醇胺，搅拌反应0.5h得产物A；

3)在产物A中加入氯化钠、六偏磷酸钠、磷酸二氢镁、硫代硫酸钠甲酸钠、乙酸钠、硫氰酸钠、五水偏硅酸钠和总量70％的水，搅拌加热至90℃并保温4h得产物B；

4)在产物B中一边搅拌一边加入羟丙基甲基纤维素、硫酸铵、丙三醇、季戊四醇、木质素磺酸钠、糖蜜、木质素磺酸钙、聚山梨酯、活性二氧化硅和硫酸铝，加入完毕后在70℃温度、0.5MPa气压下反应3h得产物C；

5)室温下一边搅拌一边在产物C中加入剩余的水和硫酸铝、硅藻土、聚四氟乙烯粉末和粉煤灰，最后加入酸碱调节剂调节PH值至6～7并密封包装既得低氯低碱复合水泥助磨剂。

其中，步骤2)和步骤5)的搅拌转速是160rpm；步骤3)和步骤4)的搅拌转速是120rpm。

实施例1-3所得低氯低碱复合水泥助磨剂的参数测定及成本核算。

平行生产3批普通硅酸盐水泥，在保证其他条件不变的前提下，分别掺入实施例1～3中制备的低氯低碱复合水泥助磨剂与不加入本发明助磨剂的普通硅酸盐水泥进行比较，各项参数结果见下表。

由上表可知，在掺量为0.03％的条件下，掺合本发明的3批低氯低碱复合水泥助磨剂的硅酸盐水泥各项指标均有明显提高，且有害成分含量符合国家的标准，生产成本也保持较低的水平。

Claims (4)

1.一种低氯低碱复合水泥助磨剂，其特征是按重量份计，其包括：羟丙基甲基纤维素2～6份、氯化钠0.2～0.6份、六偏磷酸钠2～4份、磷酸二氢镁2～4份、硫酸铵2～4份、硫代硫酸钠0.8～1.8份、甲酸钠2～4份、乙酸钠2～4份、硫酸铝2～4份、硫氰酸钠0.8～1.8份、五水偏硅酸钠2～4份、木质素磺酸钠2～6份、糖蜜2～4份、木质素磺酸钙2～4份、三异丙醇胺2～6份、丙三醇2～4份、季戊四醇1.2～1.8份、对氨基苯磺酸5～7份、甲基丙烯酸2～4份、马来酸酐2～4份、聚山梨酯0.8～1.2份、活性二氧化硅0.8～1.8份、硅藻土4～8份、聚四氟乙烯粉末2～4份、粉煤灰5～12份和水70～120份。

2.根据权利要求1所述的低氯低碱复合水泥助磨剂，其特征是按重量份计，其包括：羟丙基甲基纤维素4份、氯化钠0.4份、六偏磷酸钠3份、磷酸二氢镁3份、硫酸铵3份、硫代硫酸钠1.2份、甲酸钠3份、乙酸钠3份、硫酸铝3份、硫氰酸钠1.2份、五水偏硅酸钠3份、木质素磺酸钠5份、糖蜜3份、木质素磺酸钙3份、三异丙醇胺5份、丙三醇3份、季戊四醇1.5份、对氨基苯磺酸6份、甲基丙烯酸3份、马来酸酐3份、聚山梨酯1.0份、活性二氧化硅1.2份、硅藻土6份、聚四氟乙烯粉末3份、粉煤灰9份和水100份。

3.一种根据权利要求1或2所述的低氯低碱复合水泥助磨剂的制备方法，其包括下列步骤：

1)根据所述低氯低碱复合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；

2)向反应容器中加入对氨基苯磺酸、甲基丙烯酸和马来酸酐，搅拌均匀后再一边搅拌一边加入三异丙醇胺，搅拌反应0.5h得产物A；

3)在产物A中加入氯化钠、六偏磷酸钠、磷酸二氢镁、硫代硫酸钠甲酸钠、乙酸钠、硫氰酸钠、五水偏硅酸钠和总量70％的水，搅拌加热至90℃并保温4h得产物B；

4)在产物B中一边搅拌一边加入羟丙基甲基纤维素、硫酸铵、丙三醇、季戊四醇、木质素磺酸钠、糖蜜、木质素磺酸钙、聚山梨酯、活性二氧化硅和硫酸铝，加入完毕后在70℃温度、0.5MPa气压下反应3h得产物C；

5)室温下一边搅拌一边在产物C中加入剩余的水和硫酸铝、硅藻土、聚四氟乙烯粉末和粉煤灰，最后加入酸碱调节剂调节PH值至6～7并密封包装既得低氯低碱复合水泥助磨剂。

4.一种根据权利要求3述的低氯低碱复合水泥助磨剂的制备方法，其特征是：

步骤2)和步骤5)的搅拌转速是150～160rpm；步骤3)和步骤4)的搅拌转速是100～120rpm。