CN115745460A - 一种水泥生料节能助剂及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水泥添加剂技术领域，具体涉及一种水泥生料节能助剂及其制备方法与应用，该节能助剂为含有复合助磨剂、聚酰胺、有机酸盐、多元醇和脂类成分的液体，pH值≥9；本发明中的水泥生料节能助剂，和水泥生料进行混合粉磨，不仅可以使水泥生料粉磨的表观粒度得到改善，使得粉磨后的颗粒不易发生二次团聚，从而使得粉磨产物具有很好的分散性，而且对碳酸钙分解速率明显提高，对降低硅酸盐水泥熟料的热耗、提高熟料质量具有显著效果，同时，可以起到降低水泥颗粒间摩擦阻力的作用，降低了粉磨的难度，从而达到提高水泥生料易磨性的效果。

Description

一种水泥生料节能助剂及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及水泥添加剂技术领域，具体为一种水泥生料节能助剂及其制备方法与应用。

背景技术

长期以来，随着建筑行业的蓬勃发展，水泥作为最重要的胶凝材料之一，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。但是由于生产工艺限制，水泥生产是能量利用率低且高耗能的产业。具体而言，水泥生产过程简称“两磨一烧”，即生料粉磨、大窑煅烧和水泥粉磨，其中生料粉磨是水泥生产过程中能耗较高的工艺环节，生料粉磨过程中近95%的能量作为热量耗散而消失了，当生料细度细化到一定的程度时由于微细颗粒的团聚现象导致粉磨状况恶化，粉磨效率急剧下降。而且，生料粉磨步骤作为水泥生产过程中的基本环节，其对后续生产环节有重要的影响，生料粉磨后颗粒级配的好坏，会影响生料分散性、生料易烧性、熟料的煤耗、电耗、质量以及污染物排放，从而严重制约着水泥行业的发展。

例如公告号为CN112645628A的发明专利公开了一种新型粉体水泥助磨剂的配方及制备工艺，该水泥助磨剂由醇胺、腐植酸钾、硫氰酸钠、元明粉、硅灰、六价铬消减剂以及稳定剂组成，化学稳定性以及还原效率大大提高，克服了无水硫酸钙的吸湿性的同时也克服了硫酸亚铁和醋酸锰易潮解的缺点，大大的增加了硫酸亚铁的抗氧化性能，降低了水泥粉磨的时间，极大程度上节约了能耗，且具有良好除铬性、助磨性、早强性及化学稳定性，同时不含氯盐对环境友好；该水泥助磨剂虽然具有很好的助磨效果，但是与水泥生料混合粉磨后，生料的颗粒粒径分布分散，导致颗粒级配不佳，而且粉磨后的细颗粒之间容易发生二次团聚，从而影响生料的分散性，同时，在粉磨过程中，生料的粉磨难度较大，从而造成依然存在能耗较高的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种水泥生料节能助剂及其制备方法与应用，该水泥生料节能助剂和水泥生料进行混合，不仅可以使水泥生料粉磨的表观粒度得到改善，使得粉磨后的颗粒不易发生二次团聚，从而使得粉磨产物具有很好的分散性，而且对碳酸钙分解速率明显提高，对降低硅酸盐水泥熟料的热耗、提高熟料质量具有显著效果，同时，可以起到降低水泥颗粒间摩擦阻力的作用，降低了粉磨的难度，从而达到提高水泥生料易磨性的效果。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种水泥生料节能助剂，所述节能助剂为含有复合助磨剂、聚酰胺、有机酸盐、多元醇和脂类成分的液体，pH值≥9；

所述节能助剂的制备方法为将复合助磨剂、聚酰胺、有机酸盐、多元醇和脂类成分充分搅拌均匀即可；

所述有机酸盐为酒石酸钾、柠檬酸钠、水杨酸钠中至少一种；

所述多元醇为乙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇中至少一种；

所述脂类成分为甘油三酯、磷脂、糖脂中至少一种；

所述复合助磨剂、聚酰胺、有机酸盐、多元醇和脂类成分的质量比为1：（2-4）：（1.0-1.5）：（20-40）：（3-7）。

作为本发明的进一步有优选方案，所述复合助磨剂由高分子醇胺化合物、改性聚羧酸减水剂、改性硫酸钙晶须按照质量比1：（0.5-0.8）：（0.1-0.4）组成；

所述高分子醇胺化合物由马来酸酐和醇胺类物质反应得到的中间体，与甲基丙烯酸、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚聚合得到；

所述改性聚羧酸减水剂采用甲基丙烯醇聚氧乙烯醚为大单体，与丙烯酸共聚得到；

所述改性硫酸钙晶须以脱硫石膏为原料，加入添加剂后进行水热法反应，并在其表面构建亲水涂层得到。

作为本发明的进一步有优选方案，所述高分子醇胺化合物的制备方法如下：

1）将马来酸酐与三乙醇胺依次加入到容器中，然后加入对甲苯磺酸，混匀后置于恒温水浴中反应3-6h，得到中间体，备用；

2）将中间体、马来酸酐、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、甲基丙烯酸依次加入到反应器中，然后在70-75℃下，滴加入2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯和过硫酸铵，待滴加完毕后反应3-5h，待反应结束后，用氢氧化钠调节pH值为7，即可得到高分子醇胺化合物。

作为本发明的进一步有优选方案，所述马来酸酐与三乙醇胺按照摩尔比为（1.5-2.0）：1进行配比；

所述对甲苯磺酸的添加量为马来酸酐质量的2-6%；

所述恒温水浴的温度为110-116℃。

作为本发明的进一步有优选方案，所述中间体、马来酸酐、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、甲基丙烯酸的质量比（1.5-2.0）：（1.0-1.6）：（1.2-1.8）：（0.8-1.3）；

所述2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯和过硫酸铵分别占甲基烯丙醇聚氧乙烯醚质量的0.5-0.8%和2.0-2.6%；

所述反应温度为60-70℃。

作为本发明的进一步有优选方案，所述改性聚羧酸减水剂的制备方法如下：

1）将甲基丙烯醇聚氧乙烯醚加入到去离子水，充分搅拌至完全溶解得到大单体溶液，将维生素C、硫代乙醇酸和去离子水混匀后得到溶液A，将丙烯酸、马来酸酐和去离子水混匀后得到溶液B，备用；

2）在45-50℃水浴中，将双氧水加入到大单体溶液中，之后缓慢滴加入溶液A和溶液B，并将溶液A和溶液B的滴加时间分别控制在3-4h和2.5-3.5h，待滴加完毕后，继续保温30-60min，用氢氧化钠调节pH值为7，即可得到改性聚羧酸减水剂。

作为本发明的进一步有优选方案，所述大单体溶液中，甲基丙烯醇聚氧乙烯醚与去离子水的用量比例为（1-3）g：（50-70）mL；

所述溶液A中，维生素C、硫代乙醇酸和去离子水的用量比例为（0.3-0.8）g：（0.1-0.3）g：（10-20）mL；

所述溶液B中，丙烯酸、马来酸酐和去离子水的用量比例为（5-10）g：（1.2-2.3）g：（20-30）mL；

所述双氧水、大单体溶液、溶液A和溶液B的体积比为（3-8）：（60-80）：（20-30）：（10-18）。

作为本发明的进一步有优选方案，所述改性硫酸钙晶须的制备方法如下：

1）将脱硫石膏球磨成粉末后，与蒸馏水配置成悬浮液，然后向悬浮液中加入柠檬酸钠和十二烷基苯磺酸钠，混匀后转移至反应釜中，在125-135℃下水热反应3-5h，待反应结束后进行抽滤、洗涤，并在120-130℃下干燥2-4h，即可得到硫酸钙晶须；

2）将聚乙烯醇与蒸馏水混合，在95-98℃水浴锅中加热并不断搅拌至聚乙烯醇充分溶解，待冷却至室温后得到聚乙烯醇溶液，将硫酸钙晶须加入到聚乙烯醇溶液中，充分振荡后烘干，然后按照质量比1:（125-150）将二氧化硅颗粒加入水中并分散，再按照质量体积比为1g：（80-100）mL将烘干后的硫酸钙晶须加入到二氧化硅分散液中，充分振荡后烘干，即可得到改性硫酸钙晶须。

作为本发明的进一步有优选方案，所述悬浮液的浓度为5-8wt%；

所述柠檬酸钠和十二烷基苯磺酸钠的添加量分别占脱硫石膏干基的1-3%和2-5%；

所述聚乙烯醇溶液的浓度为1-2wt%；

所述硫酸钙晶须与聚乙烯醇溶液的质量体积比为1g：（50-80）mL；

所述二氧化硅颗粒的粒径为400-500nm。

一种水泥生料节能助剂的应用，作为加工助剂与生料混匀后，进行粉磨处理；

具体包括以下步骤：

将水泥生料节能助剂和水泥生料混匀后得到混合料，将混合料入磨进行粉磨处理，即可得到生料粉磨产物。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中，以复合助磨剂、聚酰胺、酒石酸钾、乙二醇和磷脂复配得到的水泥生料节能助剂和水泥生料进行混合，不仅可以使水泥生料粉磨的表观粒度得到改善，而且对碳酸钙分解速率明显提高，对降低硅酸盐水泥熟料的热耗、提高熟料质量具有显著效果；其中，复合助磨剂由高分子醇胺化合物、改性聚羧酸减水剂、改性硫酸钙晶须组成；高分子醇胺化合物由马来酸酐和醇胺类物质反应得到的中间体，再与甲基丙烯酸、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚在引发剂过硫酸铵作用下，通过自由基聚合反应制得，该高分子醇胺化合物具有极性很强的官能团，能够吸附在水泥颗粒表面，形成一层吸附膜，这层吸附膜能够屏蔽颗粒之间的吸引力，阻止细颗粒重新团聚，同时能够促进颗粒裂纹形成和扩展，增加水泥颗粒的流动性，使颗粒能被研磨机会趋于平等，从而有助于提高粉磨效率，提高细颗粒含量，优化了颗粒的粒径分布，提高了比表面积，改善了颗粒的分散性，使得颗粒形貌趋于圆形；改性聚羧酸减水剂采用甲基丙烯醇聚氧乙烯醚为大单体，与丙烯酸共聚得到，通过调整甲基丙烯醇聚氧乙烯醚与丙烯酸的配比，可以调控其酸醚比以及侧链长度，使其主链上的羧酸基团可以快速水解并带上负电荷，从而牢固的吸附在水泥颗粒表面，含有的长侧链可以通过空间位阻发挥分散作用，从而可以减少颗粒间的团聚及糊球糊磨现象，从而可以进一步大幅提高水泥的粉磨效率。

为了进一步提高粉磨效率以及促使水泥生料达到易磨效果，本发明中以脱硫石膏为原料，加入添加剂后进行水热法反应，并在其表面构建亲水涂层从而得到改性硫酸钙晶须，通过共价键将亲水性物质聚乙烯醇键接到硫酸钙晶须表面，对硫酸钙晶须形成包裹，使其表现出良好的润滑性，并且通过调控二氧化硅颗粒的分散比例，促使二氧化硅颗粒聚集的密集程度不断加大，使得硫酸钙晶须表面的粗糙度也随之变大，从而使其表面接触角有所下降，从而使得形成的改性硫酸钙晶须表面更加亲水，从而使其具有更好的润滑性，与水泥生料在混合后，可以起到降低颗粒间摩擦阻力的作用，不仅可以减少水泥生料粉磨产物的团聚，而且降低了粉磨的难度，从而达到提高水泥生料易磨性的效果。

本发明中的水泥生料节能助剂，和水泥生料进行混合粉磨，不仅可以使水泥生料粉磨的表观粒度得到改善，使得粉磨后的颗粒不易发生二次团聚，从而使得粉磨产物具有很好的分散性，而且对碳酸钙分解速率明显提高，对降低硅酸盐水泥熟料的热耗、提高熟料质量具有显著效果，同时，可以起到降低水泥颗粒间摩擦阻力的作用，降低了粉磨的难度，从而达到提高水泥生料易磨性的效果。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种水泥生料节能助剂，该节能助剂为含有复合助磨剂、聚酰胺、酒石酸钾、乙二醇和磷脂的液体，pH值≥9；

该节能助剂的制备方法为将复合助磨剂、聚酰胺、有机酸盐、多元醇和脂类成分充分搅拌均匀即可；

该节能助剂，作为加工助剂与生料混匀后，进行粉磨处理；

具体包括以下步骤：

将水泥生料节能助剂和水泥生料混匀后得到混合料，将混合料入磨进行粉磨处理，即可得到生料粉磨产物；

其中，复合助磨剂、聚酰胺、有机酸盐、多元醇和脂类成分的质量比为1：2：1：20：3；

复合助磨剂由高分子醇胺化合物、改性聚羧酸减水剂、改性硫酸钙晶须按照质量比1：0.5：0.1组成。

上述，高分子醇胺化合物的制备方法如下：

1）按照摩尔比为1.5：1，将马来酸酐与三乙醇胺依次加入到容器中，然后加入对甲苯磺酸，并控制对甲苯磺酸的添加量为马来酸酐质量的2%，混匀后置于恒温水浴中，在110℃下反应3h，得到中间体，备用；

2）将中间体、马来酸酐、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、甲基丙烯酸按照质量比1.5：1：1.2：0.8，依次加入到反应器中，然后在70℃下，滴加入2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯和过硫酸铵，并控制2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯和过硫酸铵分别占甲基烯丙醇聚氧乙烯醚质量的0.5%和2%，待滴加完毕后，在60℃下反应3h，待反应结束后，用浓度为35wt%的氢氧化钠调节pH值为7，即可得到高分子醇胺化合物。

上述，改性聚羧酸减水剂的制备方法如下：

1）将1g甲基丙烯醇聚氧乙烯醚加入到50mL去离子水，充分搅拌至完全溶解，得到大单体溶液，将0.3g维生素C、0.1g硫代乙醇酸和10mL去离子水混匀后得到溶液A，将5g丙烯酸、1.2g马来酸酐和20mL去离子水混匀后得到溶液B，备用；

2）在45℃水浴中，将3mL双氧水加入到60mL大单体溶液中，之后缓慢滴加入20mL溶液A和10mL溶液B，并将溶液A和溶液B的滴加时间分别控制在3h和2.5h，待滴加完毕后，继续保温30min，用浓度为30wt%的氢氧化钠调节pH值为7，即可得到改性聚羧酸减水剂。

上述，改性硫酸钙晶须的制备方法如下：

1）将脱硫石膏球磨成粉末后，与蒸馏水配置成浓度为5wt%的悬浮液，然后向悬浮液中加入柠檬酸钠和十二烷基苯磺酸钠，并控制柠檬酸钠和十二烷基苯磺酸钠的添加量分别占脱硫石膏干基的1%和2%，混匀后转移至反应釜中，在125℃下水热反应3h，待反应结束后进行抽滤、洗涤，并在120℃下干燥2h，即可得到硫酸钙晶须；

2）将聚乙烯醇与蒸馏水混合，在95℃水浴锅中加热并不断搅拌至聚乙烯醇充分溶解，待冷却至室温后得到浓度为1wt%的聚乙烯醇溶液，按照质量体积比为1g：50mL将硫酸钙晶须加入到聚乙烯醇溶液中，充分振荡后烘干，然后按照质量比1:125将粒径为400nm的二氧化硅颗粒加入水中并分散，再按照质量体积比为1g：80mL将烘干后的硫酸钙晶须加入到二氧化硅分散液中，充分振荡后烘干，即可得到改性硫酸钙晶须。

实施例2

一种水泥生料节能助剂，该节能助剂为含有复合助磨剂、聚酰胺、酒石酸钾、乙二醇和磷脂的液体，pH值≥9；

该节能助剂的制备方法为将复合助磨剂、聚酰胺、有机酸盐、多元醇和脂类成分充分搅拌均匀即可；

该节能助剂，作为加工助剂与生料混匀后，进行粉磨处理；

具体包括以下步骤：

将水泥生料节能助剂和水泥生料混匀后得到混合料，将混合料入磨进行粉磨处理，即可得到生料粉磨产物；

其中，复合助磨剂、聚酰胺、有机酸盐、多元醇和脂类成分的质量比为1：3：1.2：30：5；

复合助磨剂由高分子醇胺化合物、改性聚羧酸减水剂、改性硫酸钙晶须按照质量比1：0.7：0.3组成。

上述，高分子醇胺化合物的制备方法如下：

1）按照摩尔比为1.8：1将马来酸酐与三乙醇胺依次加入到容器中，然后加入对甲苯磺酸，并控制对甲苯磺酸的添加量为马来酸酐质量的5%，混匀后置于恒温水浴中，在115℃下反应5h，得到中间体，备用；

2）将中间体、马来酸酐、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、甲基丙烯酸按照质量比1.8：1.3：1.5：1.2依次加入到反应器中，然后在72℃下，滴加入2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯和过硫酸铵，并控制2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯和过硫酸铵分别占甲基烯丙醇聚氧乙烯醚质量的0.6%和2.3%，待滴加完毕后，在65℃下反应4h，待反应结束后，用浓度为38wt%的氢氧化钠调节pH值为7，即可得到高分子醇胺化合物。

上述，改性聚羧酸减水剂的制备方法如下：

1）将2g甲基丙烯醇聚氧乙烯醚加入到60mL去离子水，充分搅拌至完全溶解，得到大单体溶液，将0.5g维生素C、0.2g硫代乙醇酸和15mL去离子水混匀后得到溶液A，将8g丙烯酸、1.8g马来酸酐和25mL去离子水混匀后得到溶液B，备用；

2）在48℃水浴中，将5mL双氧水加入到70mL大单体溶液中，之后缓慢滴加入25mL溶液A和15mL溶液B，并将溶液A和溶液B的滴加时间分别控制在3.5h和3h，待滴加完毕后，继续保温50min，用浓度为32wt%的氢氧化钠调节pH值为7，即可得到改性聚羧酸减水剂。

上述，改性硫酸钙晶须的制备方法如下：

1）将脱硫石膏球磨成粉末后，与蒸馏水配置成浓度为7wt%的悬浮液，然后向悬浮液中加入柠檬酸钠和十二烷基苯磺酸钠，并控制柠檬酸钠和十二烷基苯磺酸钠的添加量分别占脱硫石膏干基的2%和3%，混匀后转移至反应釜中，在130℃下水热反应4h，待反应结束后进行抽滤、洗涤，并在125℃下干燥3h，即可得到硫酸钙晶须；

2）将聚乙烯醇与蒸馏水混合，在96℃水浴锅中加热并不断搅拌至聚乙烯醇充分溶解，待冷却至室温后得到浓度为1.5wt%的聚乙烯醇溶液，按照质量体积比为1g：65mL将硫酸钙晶须加入到聚乙烯醇溶液中，充分振荡后烘干，然后按照质量比1:140将粒径为500nm的二氧化硅颗粒加入水中并分散，再按照质量体积比为1g：90mL将烘干后的硫酸钙晶须加入到二氧化硅分散液中，充分振荡后烘干，即可得到改性硫酸钙晶须。

实施例3

一种水泥生料节能助剂，该节能助剂为含有复合助磨剂、聚酰胺、酒石酸钾、乙二醇和磷脂的液体，pH值≥9；

该节能助剂的制备方法为将复合助磨剂、聚酰胺、有机酸盐、多元醇和脂类成分充分搅拌均匀即可；

该节能助剂，作为加工助剂与生料混匀后，进行粉磨处理；

具体包括以下步骤：

将水泥生料节能助剂和水泥生料混匀后得到混合料，将混合料入磨进行粉磨处理，即可得到生料粉磨产物；

其中，复合助磨剂、聚酰胺、有机酸盐、多元醇和脂类成分的质量比为1：4：1.5：40：7；

复合助磨剂由高分子醇胺化合物、改性聚羧酸减水剂、改性硫酸钙晶须按照质量比1：0.8：0.4组成。

上述，高分子醇胺化合物的制备方法如下：

1）按照摩尔比为2.0：1将马来酸酐与三乙醇胺依次加入到容器中，然后加入对甲苯磺酸，并控制对甲苯磺酸的添加量为马来酸酐质量的6%，混匀后置于恒温水浴中，在116℃下反应6h，得到中间体，备用；

2）将中间体、马来酸酐、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、甲基丙烯酸按照质量比2：1.6：1.8：1.3依次加入到反应器中，然后在75℃下，滴加入2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯和过硫酸铵，并控制2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯和过硫酸铵分别占甲基烯丙醇聚氧乙烯醚质量的0.8%和2.6%，待滴加完毕后，在70℃下反应5h，待反应结束后，用浓度为40wt%的氢氧化钠调节pH值为7，即可得到高分子醇胺化合物。

上述，改性聚羧酸减水剂的制备方法如下：

1）将3g甲基丙烯醇聚氧乙烯醚加入到70mL去离子水，充分搅拌至完全溶解，得到大单体溶液，将0.8g维生素C、0.3g硫代乙醇酸和20mL去离子水混匀后得到溶液A，将10g丙烯酸、2.3g马来酸酐和30mL去离子水混匀后得到溶液B，备用；

2）在50℃水浴中，将8mL双氧水加入到80mL大单体溶液中，之后缓慢滴加入30mL溶液A和18mL溶液B，并将溶液A和溶液B的滴加时间分别控制在4h和3.5h，待滴加完毕后，继续保温60min，用浓度为35wt%的氢氧化钠调节pH值为7，即可得到改性聚羧酸减水剂。

上述，改性硫酸钙晶须的制备方法如下：

1）将脱硫石膏球磨成粉末后，与蒸馏水配置成浓度为8wt%的悬浮液，然后向悬浮液中加入柠檬酸钠和十二烷基苯磺酸钠，并控制柠檬酸钠和十二烷基苯磺酸钠的添加量分别占脱硫石膏干基的3%和5%，混匀后转移至反应釜中，在135℃下水热反应5h，待反应结束后进行抽滤、洗涤，并在130℃下干燥4h，即可得到硫酸钙晶须；

2）将聚乙烯醇与蒸馏水混合，在98℃水浴锅中加热并不断搅拌至聚乙烯醇充分溶解，待冷却至室温后得到浓度为2wt%的聚乙烯醇溶液，按照质量体积比为1g：80mL将硫酸钙晶须加入到聚乙烯醇溶液中，充分振荡后烘干，然后按照质量比1:150将粒径为500nm的二氧化硅颗粒加入水中并分散，再按照质量体积比为1g：100mL将烘干后的硫酸钙晶须加入到二氧化硅分散液中，充分振荡后烘干，即可得到改性硫酸钙晶须。

对比例1：本对比例与实施例1基本相同，不同之处在于，复合助磨剂中不含有改性硫酸钙晶须。

对比例2：本对比例与实施例1基本相同，不同之处在于，复合助磨剂中不含有改性聚羧酸减水剂。

对比例3：本对比例与实施例1基本相同，不同之处在于，复合助磨剂中不含有高分子醇胺化合物。

对比例4：本对比例与实施例1基本相同，不同之处在于，使用聚羧酸减水剂替代改性聚羧酸减水剂。

对比例5：本对比例与实施例1基本相同，不同之处在于，使用硫酸钙晶须替代改性硫酸钙晶须。

测试实验：

按重量份计，将40份混合材用烘干机干燥至水分3%，然后用球磨机研磨至粒度为200目；将得到的粉状混合材与8份无水石膏、2份节能助剂、4份激发物质、2份碳纤维、2份石棉粉、0.5份氧化锌、1份氮化硅、0.1份碳化铬、4份硫酸钙晶须粉、2份助剂加入搅拌罐中搅拌均匀后，放入球磨机中进行研磨至粒度为300目，研磨温度为180℃；将得到的物料与50份水泥熟料、5份混合石粉、2份丙烯酸异冰片酯、1份甲基丙烯酸环己酯、1份碳酸二甲酯、5份岩沥青、1份镀铝玻璃微珠、0.1份消泡剂、0.2份塑化剂、0.5份防沉淀剂和0.5份减水剂放入搅拌罐中，进行混合处理，得到复合水泥，并对得到的复合水泥进行性能测定，结果如表1所示；

其中，混合材为空心玻璃微珠与石灰石混合得到的材料；

混合石粉是由相同重量份数的方解石，萤石，磷灰石和正长石经过磨粉混合制得的，目数为300目；

助剂由以下重量百分比的原料组成：高岭土50%，桐油4%，聚磷酸铵5%，木质素磺酸钙8%，氧化钙5%，磷酸三氯乙基酯10%，镁粉2%，丙烯酸十八酯6%，锰渣10%；

节能助剂分别选用实施例1-3和对比例1-5提供。

表1

	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1
					初始流动度mm	342	355	350	285
30min流动度mm	300	310	306	245
					3d抗压强度MPa	25.8	26.6	26.2	18.9
28d抗压强度MPa	57.2	58.1	57.7	44.7
						对比例2	对比例3	对比例4	对比例5
初始流动度mm	280	300	320	330
					30min流动度mm	240	255	268	280
3d抗压强度MPa	18.3	20.2	24.5	25.6
					28d抗压强度MPa	43.6	48.6	53.1	54.7

通过上表可以，本发明中的水泥生料节能助剂，有利于实现对生料粒度的精细化调控，可生料的易烧性、易磨性，并且有助于改善熟料理化品质，提高熟料的抗压强度以及流动度，从而提高水泥的综合性能，用其制成的混凝土强度高，凝结时间短，收缩性小。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种水泥生料节能助剂，其特征在于，所述节能助剂为含有复合助磨剂、聚酰胺、有机酸盐、多元醇和脂类成分的液体，pH值≥9；

所述节能助剂的制备方法为将复合助磨剂、聚酰胺、有机酸盐、多元醇和脂类成分充分搅拌均匀即可；

所述有机酸盐为酒石酸钾、柠檬酸钠、水杨酸钠中至少一种；

所述多元醇为乙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇中至少一种；

所述脂类成分为甘油三酯、磷脂、糖脂中至少一种；

所述复合助磨剂、聚酰胺、有机酸盐、多元醇和脂类成分的质量比为1：（2-4）：（1.0-1.5）：（20-40）：（3-7）。

2.根据权利要求1所述的一种水泥生料节能助剂，其特征在于，所述复合助磨剂由高分子醇胺化合物、改性聚羧酸减水剂、改性硫酸钙晶须按照质量比1：（0.5-0.8）：（0.1-0.4）组成；

所述高分子醇胺化合物由马来酸酐和醇胺类物质反应得到的中间体，与甲基丙烯酸、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚聚合得到；

所述改性聚羧酸减水剂采用甲基丙烯醇聚氧乙烯醚为大单体，与丙烯酸共聚得到；

所述改性硫酸钙晶须以脱硫石膏为原料，加入添加剂后进行水热法反应，并在其表面构建亲水涂层得到。

3.根据权利要求2所述的一种水泥生料节能助剂，其特征在于，所述高分子醇胺化合物的制备方法如下：

1）将马来酸酐与三乙醇胺依次加入到容器中，然后加入对甲苯磺酸，混匀后置于恒温水浴中反应3-6h，得到中间体，备用；

2）将中间体、马来酸酐、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、甲基丙烯酸依次加入到反应器中，然后在70-75℃下，滴加入2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯和过硫酸铵，待滴加完毕后反应3-5h，待反应结束后，用氢氧化钠调节pH值为7，即可得到高分子醇胺化合物。

4.根据权利要求3所述的一种水泥生料节能助剂，其特征在于，所述马来酸酐与三乙醇胺按照摩尔比为（1.5-2.0）：1进行配比；

所述对甲苯磺酸的添加量为马来酸酐质量的2-6%；

所述恒温水浴的温度为110-116℃。

5.根据权利要求3所述的一种水泥生料节能助剂，其特征在于，所述中间体、马来酸酐、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、甲基丙烯酸的质量比（1.5-2.0）：（1.0-1.6）：（1.2-1.8）：（0.8-1.3）；

所述2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯和过硫酸铵分别占甲基烯丙醇聚氧乙烯醚质量的0.5-0.8%和2.0-2.6%；

所述反应温度为60-70℃。

6.根据权利要求2所述的一种水泥生料节能助剂，其特征在于，所述改性聚羧酸减水剂的制备方法如下：

1）将甲基丙烯醇聚氧乙烯醚加入到去离子水，充分搅拌至完全溶解得到大单体溶液，将维生素C、硫代乙醇酸和去离子水混匀后得到溶液A，将丙烯酸、马来酸酐和去离子水混匀后得到溶液B，备用；

2）在45-50℃水浴中，将双氧水加入到大单体溶液中，之后缓慢滴加入溶液A和溶液B，并将溶液A和溶液B的滴加时间分别控制在3-4h和2.5-3.5h，待滴加完毕后，继续保温30-60min，用氢氧化钠调节pH值为7，即可得到改性聚羧酸减水剂。

7.根据权利要求6所述的一种水泥生料节能助剂，其特征在于，所述大单体溶液中，甲基丙烯醇聚氧乙烯醚与去离子水的用量比例为（1-3）g：（50-70）mL；

所述溶液A中，维生素C、硫代乙醇酸和去离子水的用量比例为（0.3-0.8）g：（0.1-0.3）g：（10-20）mL；

所述溶液B中，丙烯酸、马来酸酐和去离子水的用量比例为（5-10）g：（1.2-2.3）g：（20-30）mL；

所述双氧水、大单体溶液、溶液A和溶液B的体积比为（3-8）：（60-80）：（20-30）：（10-18）。

8.根据权利要求2所述的一种水泥生料节能助剂，其特征在于，所述改性硫酸钙晶须的制备方法如下：

1）将脱硫石膏球磨成粉末后，与蒸馏水配置成悬浮液，然后向悬浮液中加入柠檬酸钠和十二烷基苯磺酸钠，混匀后转移至反应釜中，在125-135℃下水热反应3-5h，待反应结束后进行抽滤、洗涤，并在120-130℃下干燥2-4h，即可得到硫酸钙晶须；

2）将聚乙烯醇与蒸馏水混合，在95-98℃水浴锅中加热并不断搅拌至聚乙烯醇充分溶解，待冷却至室温后得到聚乙烯醇溶液，将硫酸钙晶须加入到聚乙烯醇溶液中，充分振荡后烘干，然后按照质量比1:（125-150）将二氧化硅颗粒加入水中并分散，再按照质量体积比为1g：（80-100）mL将烘干后的硫酸钙晶须加入到二氧化硅分散液中，充分振荡后烘干，即可得到改性硫酸钙晶须。

9.根据权利要求8所述的一种水泥生料节能助剂，其特征在于，所述悬浮液的浓度为5-8wt%；

所述柠檬酸钠和十二烷基苯磺酸钠的添加量分别占脱硫石膏干基的1-3%和2-5%；

所述聚乙烯醇溶液的浓度为1-2wt%；

所述硫酸钙晶须与聚乙烯醇溶液的质量体积比为1g：（50-80）mL；

所述二氧化硅颗粒的粒径为400-500nm。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种水泥生料节能助剂的应用，其特征在于，作为加工助剂与生料混匀后，进行粉磨处理；

具体包括以下步骤：

将水泥生料节能助剂和水泥生料混匀后得到混合料，将混合料入磨进行粉磨处理，即可得到生料粉磨产物。