CN112624653A - 一种早强型水泥助磨剂 - Google Patents

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王伟山
傅乐峰
郑柏存
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039—Premixtures of ingredients
    • C04B40/0046—Premixtures of ingredients characterised by their processing, e.g. sequence of mixing the ingredients when preparing the premixtures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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Abstract

本发明公开了一种早强型水泥助磨剂，属于水泥技术领域。所述早强型水泥助磨剂由以下重量份计的原材料组成：5‑20%醇胺，1‑5%分散剂，5‑25%无机盐，5‑15%早强剂，余水。制得的助磨剂助磨效果好，改善水泥的细度，提高产能，早强强度得到显著提高。

Description

一种早强型水泥助磨剂
技术领域
本发明属于水泥技术领域，具体涉及一种早强型水泥助磨剂。
背景技术
水泥助磨剂是一种改善水泥生产过程中粉磨效果的化学添加剂，可以提高水泥生产台时产量，降低生产能耗。水泥助磨剂能大幅度降低粉磨过程中形成的静电吸附包球现象，并可以降低粉磨过程中形成的超细颗粒的再次聚结趋势。水泥助磨剂也能显著改善水泥流动性，提高磨机的研磨效果和选粉机的选粉效率，从而降低粉磨能耗。使用助磨剂生产的水泥具有较低的压实聚结趋势，从而有利于水泥的装卸，并可减少水泥库的挂壁现象。
近年来，混凝土技术的发展和建设工程对水泥制品早期强度提出了更高的要求。从水泥添加剂的角度，传统方法是采用醇胺来提升水泥早期强度，效果往往不尽如人意。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种早强型水泥助磨剂，通过引入纳微尺度水泥水化硅酸钙溶胶，加快水泥水化速度，进而提升水泥早期强度。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种早强型水泥助磨剂，特点是：由包含以下重量百分比组成的原材料组成：
醇胺 5-20％
分散剂 1-5％
无机盐 5-25％
早强剂 5-15％
余水；其中：
所述醇胺为三乙醇胺、二乙醇胺单异丙醇胺、三异丙醇胺中的一种或几种；
所述分散剂为聚羧酸超塑化剂；
所述无机盐为甲酸钙、硫酸钠、硫氰酸钠、氯化钠和硫代硫酸钠中的一种或几种；
所述早强剂为纳微尺度的水化硅酸钙溶胶颗粒，粒径为180-240纳米。
所述早强型水泥助磨剂的制备方法包含以下步骤：
(1)按照重量份计称取无机盐、醇胺、分散剂、早强剂和水；
(2)将称取的无机盐和水加入反应釜中，常温下开启搅拌10-30分钟，转速为30转/分钟；
(3)将称取的醇胺加入反应釜中，升温至50℃搅拌10-30分钟，转速为30转/分钟；
(4)将称取的分散剂和早强剂加入反应釜中，50℃下搅拌5分钟，转速为30转/分钟；
(5)冷却至室温，得到早强型水泥助磨剂。
所述早强型水泥助磨剂在水泥中的掺量为0.1-0.5wt％。
本发明提供的早强型水泥助磨剂，通过引入纳米尺度水化硅酸钙溶胶，可降低水泥水化硅酸钙凝胶成核势垒，促进水泥水化反应速率，进而提高硬化水泥制品早期强度。此外，水化硅酸钙早强剂与无机盐、醇胺、分散剂发挥协同作用，一方面提高水泥生产过程中的研磨效率，保证产能，另一方面与醇胺共同促进早期强度。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，应理解实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
对比例
称取5g甲酸钙、5g硫氰酸钠、10g硫代硫酸钠和69g水，加入反应釜，常温下搅拌10min，搅拌速度为30rpm/min。称取10g三乙醇胺，加入反应釜中，升温至50℃搅拌10min，搅拌速度为30rpm/min。称取1g聚羧酸超塑化剂，加入反应釜中，于50℃下搅拌5min，转速为30rpm/min。冷却至室温，得到水泥助磨剂样品CGA-0。
实施例1
称取5g硫酸钠、7g氯化钠、5g硫代硫酸钠和63g水，加入反应釜，常温下搅拌15min，搅拌速度为30rpm/min。称取5g三乙醇胺、5g二乙醇单异丙醇胺，加入反应釜中，升温至50℃搅拌15min，搅拌速度为30rpm/min。称取5g聚羧酸超塑化剂和5g水化硅酸钙溶胶，加入反应釜中，于50℃下搅拌5min，转速为30rpm/min。冷却至室温，得到水泥助磨剂样品CGA-1。
实施例2
称取5g甲酸钙、5g硫氰酸钠、10g硫代硫酸钠和61g水，加入反应釜，常温下搅拌15min，搅拌速度为30rpm/min。称取5g三乙醇胺和5g三异丙醇胺，加入反应釜中，升温至50℃搅拌15min，搅拌速度为30rpm/min。称取2g聚羧酸超塑化剂和7g水化硅酸钙溶胶，加入反应釜中，于50℃下搅拌5min，转速为30rpm/min。冷却至室温，得到水泥助磨剂样品CGA-2。
实施例3
称取5g甲酸钙、5g硫酸钠、10g硫代硫酸钠、5g氯化钠和52g水，加入反应釜，常温下搅拌15min，搅拌速度为30rpm/min。称取5g二乙醇单异丙醇胺和5g三异丙醇胺，加入反应釜中，升温至50℃搅拌15min，搅拌速度为30rpm/min。称取3g聚羧酸超塑化剂和10g水化硅酸钙溶胶，加入反应釜中，于50℃下搅拌5min，转速为30rpm/min。冷却至室温，得到水泥助磨剂样品CGA-3。
实施例4
称取5g硫酸钠、5g硫氰酸钠、5g氯化钠、5g硫代硫酸钠和47g水，加入反应釜，常温下搅拌15min，搅拌速度为30rpm/min。称取5g三乙醇胺、5g二乙醇单异丙醇胺和5g三异丙醇胺，加入反应釜中，升温至50℃搅拌15min，搅拌速度为30rpm/min。称取3g聚羧酸超塑化剂和15g水化硅酸钙溶胶，加入反应釜中，于50℃下搅拌5min，转速为30rpm/min。冷却至室温，得到水泥助磨剂样品CGA-4。
性能测试
将水泥熟料与对比例、实施例1-4所得助磨剂样品混合后进行粉磨，助磨剂掺量为水泥熟料质量的0.03％，粉磨30min后对水泥粉体进行性能测试。
按照GB/T 8074-2008《水泥比表面积测定方法勃氏法》测试掺入助磨剂水泥粉体的比表面积，按照GB/T 1345-2005《水泥细度检验方法筛析法》对掺入助磨剂水泥粉体进行45um筛分实验，按照GB/T 26748-2011《水泥助磨剂》测定水泥胶砂强度。
表1水泥助磨剂评价结果
Figure BDA0002875045930000031
由表1可见，与对比例相比，加入本发明制备的水泥助磨剂样品后，水泥粉体45um筛余量降低，比表面积提高，同时1d和3d抗压强度显著提高。

Claims (3)

1.一种早强型水泥助磨剂，其特征在于，由包含以下重量百分比组成的原材料组成：
醇胺 5-20%
分散剂 1-5%
无机盐 5-25%
早强剂 5-15%
余水；其中：
所述醇胺为三乙醇胺、二乙醇胺单异丙醇胺、三异丙醇胺中的一种或几种；
所述分散剂为聚羧酸超塑化剂；
所述无机盐为甲酸钙、硫酸钠、硫氰酸钠、氯化钠和硫代硫酸钠中的一种或几种；
所述早强剂为纳微尺度的水化硅酸钙溶胶颗粒，粒径为180-240纳米。
2.根据权利要求1所述的早强型水泥助磨剂，其特征在于，制备方法包括以下步骤：
（1）按照重量份计称取无机盐、醇胺、分散剂、早强剂和水；
（2）将称取的无机盐和水加入反应釜中，常温下开启搅拌10-30分钟，转速为30转/分钟；
（3）将称取的醇胺加入反应釜中，升温至50℃搅拌10-30分钟，转速为30转/分钟；
（4）将称取的分散剂和早强剂加入反应釜中，50℃下搅拌5分钟，转速为30转/分钟；
（5）冷却至室温，得到早强型水泥助磨剂。
3.根据权利要求1所述的早强型水泥助磨剂，其特征在于，水泥助磨剂在水泥中的掺量为0.1-0.5wt%。
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