CN113321439A - 一种缓凝剂在水泥中的应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缓凝剂在水泥中的应用方法，所述缓凝剂包括如下的原料：15～30％木质素磺酸钠，3～15％生物表面活性剂，15～40％无机磷酸盐，7～20％有机膦酸盐，3～10％酒石酸以及15～25％去离子水，本发明在对缓凝剂进行制备过程中，向原料中添加一定量的木质素磺酸钠和聚氧乙烯型非离子表面活性剂，其中木质素磺酸钠可与无机磷酸盐和有机膦酸复配使用，增大水泥缓凝剂的在不同温度环境下的适应范围，同时还可大幅改善水泥的流动性和可塑性，大大降低有害孔隙的生产，且利用其中生物表面活性剂的钙皂分散特性，生物表面活性剂可有效的将水泥缓凝过程中产生凝固物分散成若干个小颗粒物，以防止凝固物团聚，造成水泥的过早硬化。

Description

一种缓凝剂在水泥中的应用方法

技术领域

本发明涉及缓凝水泥技术领域，具体涉及一种缓凝剂在水泥中的应用方法。

背景技术

水泥是指粉状水硬性无机胶凝材料，其在加水搅拌后能成浆体，并能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起，早期石灰与火山灰与现代的石灰火山灰水泥很相似，用它胶结碎石制成的混凝土，硬化后不但强度较高，而且还能抵抗淡水或含盐水的侵蚀。

泥缓凝剂是一种能推迟水泥水化反应，从而延长混凝土的凝结时间，使新拌混凝土较长时间保持塑性，方便浇注，提高施工效率，同时对混凝土后期各项性能不会造成不良影响的外加剂。

现有的一般水泥缓凝剂多为单宁衍生物和褐煤制剂改性制成的产品，这种缓凝剂对温度变化较为敏感，在使用时存在较大的局限性，对水泥的初凝结时间不够长，进而在大面积地上作业时，常常会出现还未在对地面进行平整时，刚铺设好的水泥则快速凝结硬固，严重影响到铺设的道路品质降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种缓凝剂在水泥中的应用方法，解决现有水泥缓凝剂在使用时存在较大的局限性，对水泥的初凝结时间不够长，进而在大面积地上作业时，常常会出现还未在对地面进行平整时，刚铺设好的水泥则快速凝结硬固，严重影响到铺设的道路品质降低的问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

本发明提供了一种缓凝剂在水泥中的应用方法，所述缓凝剂包括如下的原料：15～30％木质素磺酸钠，3～15％生物表面活性剂，15～40％无机磷酸盐， 7～20％有机膦酸盐，3～10％酒石酸以及15～25％去离子水。

作为本发明的一种缓凝剂在水泥中的应用方法优选方案，所述缓凝剂包括以下具体百分比组分：20％木质素磺酸钠，10％生物表面活性剂，20％无机磷酸盐，20％有机膦酸盐，8％酒石酸以及22％去离子水。

作为本发明的一种缓凝剂在水泥中的应用方法优选方案，所述缓凝剂包括以下具体百分比组分：20％木质素磺酸钠，10％生物表面活性剂，25％无机磷酸盐，15％有机膦酸盐，8％酒石酸以及15％去离子水。

作为本发明的一种缓凝剂在水泥中的应用方法优选方案，所述缓凝剂包括以下具体百分比组分：20％木质素磺酸钠，10％生物表面活性剂，30％无机磷酸盐，10％有机膦酸盐，8％酒石酸以及15％去离子水。

作为本发明的一种优选方案，所述有机膦酸盐为磷酸甲酯，所述无机磷酸盐为六偏膦酸钠。

作为本发明的一种优选方案，所述缓凝剂的制备包括以下步骤：

步骤一：将相应百分比的木质素磺酸钠、无机磷酸盐、有机膦酸盐以及酒石酸投放入相应百分比的去离子水中，得到初步缓凝剂混合液；

步骤二：将初步混合液在温度30～35℃下搅拌30～50min，得到均化缓凝剂混合液；

步骤三：向均化缓凝剂混合液中投放相应百分比的生物表面活性剂，并在恒温环境中搅拌30min，得到成型缓凝剂溶液；

步骤四：将成型缓凝剂溶液雾化喷入烘干物中，喷入量为15～35cm3/mL，并用挤压机挤压1～2次，随后干燥2～3天，最后在温度95～120℃下烘干，得到成型缓凝剂粉末。

作为本发明的一种优选方案，所述生物表面活性剂为聚氧乙烯型非离子表面活性剂。

作为本发明的一种优选方案，水泥的制备包括如下质量组分的原料：水泥熟料65～80份，氟石膏5～20份、改性磷石膏3～10份、粉煤灰10～20 份以及缓凝剂4～6份。

作为本发明的一种优选方案，所述水泥熟料包括以下质量组分：硅酸盐水泥熟料80份、含碳页岩35份、铁质原料6份和脱硫石膏5份，所述铁质原料为铁矿石和铁尾矿，二者的质量比为1∶3。

作为本发明的一种优选方案，所述水泥的制备包括以下步骤；

步骤一：使用辊式破碎机对水泥熟料进行粉碎，并选用孔径在200μm的筛网，以筛除直径在200μm以上的杂质，使用颚式破碎机对氟石膏和改性磷石膏进行粉碎，并选用孔径在在250μm的筛网，以筛除直径在250μm以上的杂质，选用孔径在225μm的筛网对粉煤灰和缓凝剂进行筛选，以筛所述粉煤灰和所述缓凝剂中直径在225μm以上的杂质；

步骤二：将相应质量百分比的水泥熟料，氟石膏、改性磷石膏、粉煤灰进行搅动混合，搅拌速度为600～1150rpm，搅拌时间为30min，得到初步混杂料；

步骤三：将相应重量份数的缓凝剂加入初步混杂料中混合搅拌，搅拌速度为300～850rpm，搅拌时间为30min，得到组合混杂料；

步骤四：将组合混杂料进行粉碎处理，并经预均化后得到精致水泥混合料。

步骤五，将精致水泥混合料放入带有钢球的磨机中进行打磨，转速为13～ 22rpm，打磨时间为50～80min。

本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

本发明在对缓凝剂进行制备过程中，向原料中添加一定量的木质素磺酸钠和聚氧乙烯型非离子表面活性剂，其中木质素磺酸钠可与无机磷酸盐和有机膦酸复配使用，增大水泥缓凝剂的在不同温度环境下的适应范围，同时还可大幅改善水泥的流动性和可塑性，大大降低有害孔隙的生产，增强水泥塑形后的抗压强度，且利用其中生物表面活性剂的钙皂分散特性，生物表面活性剂可有效的将水泥缓凝过程中产生凝固物分散成若干个小颗粒物，以防止凝固物团聚，造成水泥的过早硬化。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

具体实施例一：

一种水泥的制备方法，水泥的制备包括如下质量百分比的原料：水泥熟料80份，氟石膏5份、改性磷石膏5份以及粉煤灰10份，所述水泥熟料包括以下质量组分：硅酸盐水泥熟料80份、含碳页岩35份、铁质原料6份和脱硫石膏5份。所述铁质原料为铁矿石和铁尾矿，二者的质量比为1∶3。

所述水泥的制备包括以下步骤；

步骤一：使用辊式破碎机对水泥熟料进行粉碎，并选用孔径在200μm的筛网，以筛除直径在200μm以上的杂质，使用颚式破碎机对氟石膏和改性磷石膏进行粉碎，并选用孔径在在250μm的筛网，以筛除直径在250μm以上的杂质，选用孔径在225μm的筛网对粉煤灰和缓凝剂进行筛选，以筛所述粉煤灰和所述缓凝剂中直径在225μm以上的杂质；

步骤二：将相应质量百分比的水泥熟料，氟石膏、改性磷石膏、粉煤灰进行搅动混合，搅拌速度为600～1150rpm，搅拌时间为30min，得到初步混杂料；

步骤三：将组合混杂料进行粉碎处理，并经预均化后得到成型水泥混合料。

步骤四，将精致水泥混合料放入带有钢球的磨机中进行打磨，转速为13～ 22rpm，打磨时间为50～80min。

具体实施例二：

一种水泥的制备方法，水泥的制备包括如下质量百分比的原料：水泥熟料75份，氟石膏10份、改性磷石膏5份以及粉煤灰10份，所述水泥熟料包括以下质量组分：硅酸盐水泥熟料80份、含碳页岩35份、铁质原料6份和脱硫石膏5份。所述铁质原料为铁矿石和铁尾矿，二者的质量比为1∶3。

实施例二中水泥的制备方法同实施例一所示。

具体实施例三：

一种水泥的制备方法，水泥的制备包括如下质量百分比的原料：水泥熟料70份，氟石膏15份、改性磷石膏10份以及粉煤灰5份，所述水泥熟料包括以下质量组分：硅酸盐水泥熟料80份、含碳页岩35份、铁质原料6份和脱硫石膏5份。所述铁质原料为铁矿石和铁尾矿，二者的质量比为1∶3。

实施例三中水泥的制备方法同实施例一所示。

具体实施例四：

一种水泥的制备方法，实施例三与实施例一的区别在于在水泥的制备过程中制得初步混杂料后，将相应重量份数的缓凝剂加入初步混杂料中混合搅拌，搅拌速度为300～850rpm，搅拌时间为30min，得到组合混杂料，其中缓凝剂为4份。

所述缓凝剂的制备包括如下的原料：20％木质素磺酸钠，10％生物表面活性剂，20％无机磷酸盐，20％有机膦酸盐，8％酒石酸以及22％去离子水，所述有机膦酸盐为磷酸甲酯，所述无机磷酸盐为六偏膦酸钠，所述生物表面活性剂为聚氧乙烯型非离子表面活性剂。

所述缓凝剂的制备包括以下步骤；

步骤一：将相应百分比的木质素磺酸钠、无机磷酸盐、有机膦酸盐以及酒石酸投放入相应百分比的去离子水中，得到初步缓凝剂混合液；

步骤二：将初步混合液在温度30～35℃下搅拌30～50min，得到均化缓凝剂混合液；

步骤三：向均化缓凝剂混合液中投放相应百分比的生物表面活性剂，并在恒温环境中搅拌30min，得到成型缓凝剂溶液；

步骤四：将成型缓凝剂溶液雾化喷入烘干物中，喷入量为15～35cm3/mL，并用挤压机挤压1～2次，随后干燥24～36h，最后在温度95～120℃下烘干，得到成型缓凝剂粉末。

具体实施例五：

一种水泥的制备方法，实施例三与实施例四的区别在于所述缓凝剂的制备包括如下的原料：20％木质素磺酸钠，10％生物表面活性剂，25％无机磷酸盐， 15％有机膦酸盐，8％酒石酸以及15％去离子水，所述有机膦酸盐为磷酸甲酯，所述无机磷酸盐为六偏膦酸钠，所述生物表面活性剂为聚氧乙烯型非离子表面活性剂。

实施例五中缓凝剂的制备方法同实施例四所示。

具体实施例六：

一种水泥的制备方法，实施例六与实施例四的区别在于所述缓凝剂包括以下具体百分比组分：20％木质素磺酸钠，10％生物表面活性剂，30％无机磷酸盐，10％有机膦酸盐，8％酒石酸以及15％去离子水，所述有机膦酸盐为磷酸甲酯，所述无机磷酸盐为六偏膦酸钠，所述生物表面活性剂为聚氧乙烯型非离子表面活性剂。

实施例五中缓凝剂的制备方法同实施例四所示。

具体实施例七：

一种水泥的制备方法，实施例七与实施例四的区别在于，添加缓凝剂的质量组分为5份。

实施例五中缓凝剂的制备方法同实施例四所示。

具体实施例八：

一种水泥的制备方法，实施例八与实施例四的区别在于，添加缓凝剂的质量组分为6份。

实施例五中缓凝剂的制备方法同实施例四所示。

具体实施例九：

一种水泥的制备方法，实施例九与实施例五的区别在于，添加缓凝剂的质量组分为5份。

实施例五中缓凝剂的制备方法同实施例四所示。

具体实施例十：

一种水泥的制备方法，实施例十与实施例五的区别在于，添加缓凝剂的质量组分为6份。

实施例五中缓凝剂的制备方法同实施例四所示。

具体实施例十一：

一种水泥的制备方法，实施例十一与实施例六的区别在于，添加缓凝剂的质量组分为5份。

实施例五中缓凝剂的制备方法同实施例四所示。

具体实施例十二：

一种水泥的制备方法，实施例十二与实施例六的区别在于，添加缓凝剂的质量组分为6份。

实施例五中缓凝剂的制备方法同实施例四所示。

试验方法：将实施例一～十二中型的水泥样品按照GB/T1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》制作标准试样，并测定试样的初凝时间、终凝时间、粘稠度、抗压程度以及抗折程度的物理性能，测试结果见表1。

表1实施例一～十二中水泥样品的性能参数，如下：

实验表明：由表1可知，本发明制备方法所得到实施例一～十二中水泥样品，其中添加缓凝剂的实施例四～十二相比较未添加缓凝剂的实施例一～三，实施例四～十二水泥的初凝时间均大于250min，终凝时间均在370～ 390min，对水泥具有较好的缓凝性能的特点，同时水泥样品的标准稠度、15 天抗压、15天抗折、30天抗压、30天抗折等性能均优良，符合相关轨规定。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种缓凝剂在水泥中的应用方法，其特征在于，所述缓凝剂包括如下的原料：15～30％木质素磺酸钠，3～15％生物表面活性剂，15～40％无机磷酸盐，7～20％有机膦酸盐，3～10％酒石酸以及15～25％去离子水。

2.根据权利要求1所述的一种缓凝剂在水泥中的应用方法，其特征在于，所述缓凝剂包括以下具体百分比组分：20％木质素磺酸钠，10％生物表面活性剂，20％无机磷酸盐，20％有机膦酸盐，8％酒石酸以及22％去离子水。

3.根据权利要求1所述的一种缓凝剂在水泥中的应用方法，其特征在于，所述缓凝剂包括以下具体百分比组分：20％木质素磺酸钠，10％生物表面活性剂，25％无机磷酸盐，15％有机膦酸盐，8％酒石酸以及15％去离子水。

4.根据权利要求1所述的一种缓凝剂在水泥中的应用方法，其特征在于，所述缓凝剂包括以下具体百分比组分：20％木质素磺酸钠，10％生物表面活性剂，30％无机磷酸盐，10％有机膦酸盐，8％酒石酸以及15％去离子水。

5.根据权利要求1所述的一种缓凝剂在水泥中的应用方法，其特征在于，所述有机膦酸盐为磷酸甲酯，所述无机磷酸盐为六偏膦酸钠。

6.根据权利要求1所述的一种缓凝剂在水泥中的应用方法，其特征在于，所述缓凝剂的制备包括以下步骤：

步骤一：将相应百分比的木质素磺酸钠、无机磷酸盐、有机膦酸盐以及酒石酸投放入相应百分比的去离子水中，得到初步缓凝剂混合液；

步骤二：将初步混合液在温度30～35℃下搅拌30～50min，得到均化缓凝剂混合液；

步骤三：向均化缓凝剂混合液中投放相应百分比的生物表面活性剂，并在恒温环境中搅拌30min，得到成型缓凝剂溶液；

步骤四：将成型缓凝剂溶液雾化喷入烘干物中，喷入量为15～35cm3/mL，并用挤压机挤压1～2次，随后干燥24～36h，最后在温度95～120℃下烘干，得到成型缓凝剂粉末。

7.根据权利要求6所述的一种缓凝剂在水泥中的应用方法，其特征在于，所述生物表面活性剂为聚氧乙烯型非离子表面活性剂。

8.根据权利要求1所述的一种缓凝剂在水泥中的应用方法，其特征在于，水泥的制备包括如下质量组分的原料：水泥熟料65～80份，氟石膏5～20份、改性磷石膏3～10份、粉煤灰10～20份以及缓凝剂4～6份。

9.根据权利要求8所述的一种缓凝剂在水泥中的应用方法，其特征在于，所述水泥熟料包括以下质量组分：硅酸盐水泥熟料80份、含碳页岩35份、铁质原料6份和脱硫石膏5份，所述铁质原料为铁矿石和铁尾矿，二者的质量比为1∶3。

10.根据权利要求8所述的一种缓凝剂在水泥中的应用方法，其特征在于，所述水泥的制备包括以下步骤；

步骤一：使用辊式破碎机对水泥熟料进行粉碎，并选用孔径在200μm的筛网，以筛除直径在200μm以上的杂质，使用颚式破碎机对氟石膏和改性磷石膏进行粉碎，并选用孔径在在250μm的筛网，以筛除直径在250μm以上的杂质，选用孔径在225μm的筛网对粉煤灰和缓凝剂进行筛选，以筛所述粉煤灰和所述缓凝剂中直径在225μm以上的杂质。

步骤二：将相应质量百分比的水泥熟料，氟石膏、改性磷石膏、粉煤灰进行搅动混合，搅拌速度为600～1150rpm，搅拌时间为30min，得到初步混杂料；

步骤三：将相应重量份数的缓凝剂加入初步混杂料中混合搅拌，搅拌速度为300～850rpm，搅拌时间为30min，得到组合混杂料；

步骤四：将组合混杂料进行粉碎处理，并经预均化后得到精致水泥混合料。

步骤五，将精致水泥混合料放入带有钢球的磨机中进行打磨，转速为13～22rpm，打磨时间为50～80min。