[发明专利]水泥助磨剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥助磨剂及其制备方法，属于水泥生产技术领域。

背景技术

随着国家产业政策的不断深化，水泥已列为重点能耗产业，也被列为国家限制发展的产业。国家要求，在维持目前产能不变的情况下，能源消耗每年下降5％，这就迫切要求水泥行业大力节能降耗。

众所周知，水泥熟料是水泥生产的关键物料，每生产一吨水泥熟料，需石灰石1.3吨，煤0.16吨，电60KWh。要想节能降耗，降低水泥生产成本，生产同样多的水泥，就得少用水泥熟料，多掺加废渣，而多掺加废渣又会降低水泥的强度和性能。为了即多加混合材(废渣)，又不降低水泥性能，就得在助磨剂上下功夫，所以助磨剂是水泥企业和水泥科技工作者深入研究的一项重要课题。

目前国家大力推广循环经济，充分利用废渣，水泥企业负有重要的责任。按国家年生产16亿吨水泥计算，生产一吨水泥如多加20％混合材，就可以多消耗3.2亿吨废渣，少用熟料3.2亿吨，可节煤5120万吨，节电192亿KWh，少用石灰石4.16亿吨。水泥助磨剂在水泥中的使用量按千分之一计算，全国若有50％的水泥企业使用助磨剂，一年就会使用800万吨，如果全国的水泥企业都使用助磨剂，一年就会使用1600万吨。所以推广应用前景非常广阔。

目前，所有助磨剂都是以三乙醇胺和无机盐类或三乙醇胺加有机无机混合盐类，其作用机理，一是降低水泥表面活性，二是盐类激发强度。这种配方对水泥磨机提高产量有一定的帮助，但是对水泥的性能，特别是混凝土的性能没有多少好处，它的早期强度虽有提高，但后期强度且有所下降，对混凝土的性能没有改善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水泥助磨剂，不仅助磨效果好，而且可增加水泥强度；本发明同时提供了其科学合理、简便易行的制备方法。

本发明所述的水泥助磨剂，其配料重量百分组成为：

聚丙烯酰胺12～14％、聚丙烯酸9～11％、三乙醇胺5～7％、三异丙醇胺9～11％、赤泥6～8％、元明粉12～14％、生石灰6～8％和水34～36％。

本发明中，赤泥为氧化铝生产厂家的废渣，如中国铝业股份有限公司山东分公司及山东铝业公司的赤泥等，烘干后直接使用；元明粉(纯度为99.9％的硫酸钠粉)等原料均可直接购买。

科学合理、简便易行的制备方法如下：

将原料分成两组，A组为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、三乙醇胺和三异丙醇胺，B组为赤泥、元明粉、生石灰和水，将两组原料分别单独混合均匀，然后再将A、B两组原料混合均匀，即得本发明水泥助磨剂。

其中，B组混合料混合均匀后，最好经过过滤除去杂质。

本发明水泥助磨剂，既保留了三乙醇胺作为表面活性剂的功能，又加入了三异丙醇胺、聚丙烯酰胺和聚丙烯酸，聚丙烯酰胺和聚丙烯酸在水解后分子之间互相聚合，起骨架作用，同时聚丙烯酸提供一种缓释酸，缓慢影响水泥的水化，改善水泥的水化过程，使形成的水泥石呈有序排列，强度增强。三异丙醇胺对增加水泥的后期强度具有明显的效果。元明粉、赤泥和石灰中，其中的SO₃参加了水泥的形成过程，生成硅铝酸钙柱石状结晶，石灰和赤泥中的活性铝及CaO.SiO₂化合生成硅铝酸钙柱状晶体，使混凝土变的密实，同时石灰在水化后生成Ca(OH)₂，提供形成水泥石中的钙离子，使水泥水化加快，石灰在变成Ca(OH)₂的同时其本身的体积增加两倍以上，也使混凝土变得密实，混凝土的强度明显增加。

另外Ca(OH)₂还会和粉煤灰中的硅质材料形成硅酸钙矿物，使粉煤灰由填充料变成参与反应的材料。

助磨剂在水泥的粉磨过程中将加入，掺加量在万分之四至万分之八之间，适用于普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、粉煤灰质硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥，可以大量地增加废渣(粉煤灰、矿渣、炉渣、废石膏等)的掺加量，大量减少水泥熟料的使用量。

使用本发明助磨剂后，在水泥配比不变的情况下，三天抗压强度增加3-5MPa，二十八天抗压强度增加4-6MPa，凝结时间变化不超过20分钟，安定性合格。

本发明助磨剂用于水泥生产，可降低孰料用量20％，降低水泥粉磨电耗15％，多消耗20％的工业废渣。每生产一吨水泥可节煤21kg，减少石灰石消耗145kg，减少粘土消耗21kg，多用工业废渣200kg。

本发明水泥助磨剂，不仅保留了良好的助磨效果好，而且可增加水泥强度；其制备方法科学合理，简便易行。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。