[发明专利]一种高石灰石掺量复合硅酸盐水泥用助磨剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于水泥生产加工技术领域，涉及一种水泥生产的外加助磨剂，尤其涉及一种高石灰石掺量复合硅酸盐水泥用助磨剂及其制备方法。

技术背景

随着我国建设步伐的不断加快，水泥产量已连续多年位居世界首位。然而，在水泥生产过程中需消耗大量能源和排放大量废物，这也是制约我国水泥行业发展的关键问题。针对这一问题，在不增加固定资产投资和不增加运行费用的情况下，在水泥生产过程中使用混合材和水泥助磨剂，是一种节能、降耗、改善水泥性能的有效调控手段。

目前水泥企业所用的混合材，以粉煤灰和矿渣为主。然而，由于近几十年来国内外水利、交通和建筑等领域等的迅速发展和炼铁工艺的不断提高，水泥企业逐渐面临粉煤灰紧缺和矿渣产量越来越少的问题。因此，如何找到一种容易获取、优质价廉且能与粉煤灰和矿渣相当甚至更好地促进水泥基材料性能的混合材掺料，是水泥企业亟需解决的问题。

石灰石作为水泥混合材已有较长的历史，但长期以来，石灰石一直被认为是惰性混合材。近年来国内外大量研究表明，石灰石因为其形态以及微集料效应能够加速水泥的水化，提高水泥的早期强度，同时可以改善水泥的和易性、保水性和抗渗性等物理性能。利用石灰石作为水泥生产的混合材，与粉煤灰、矿渣、火山灰相比，因其资源充足、价格低廉、运输方便、不用干燥等优点，显示出巨大的经济效益和社会效益。因此，在保证水泥品质的基础上，开发高石灰石掺量复合硅酸盐水泥专用助磨剂，对我国水泥工业的低碳可持续发展具有重大的现实意义。

目前，已有关于高掺量石灰石作水泥混合材，降低生产成本的研究。如CN102180616A曾公开“一种大掺量石灰石复合水泥专用助磨剂及其制备方法”，该专利选用醇胺、丙烯酸类、糖类、甲酸钙、碱性盐、稳定剂、乙酸等中的若干组分进行复合而成产品，该产品掺量在0.08—0.1％的情况下，可由6—8％的石灰石等量代替熟料，同时保持水泥强度和磨机台时产量不变。

发明内容

本发明针对我国水泥行业发展所面临的高能耗、高污染的问题及大掺量石灰石水泥专用助磨剂研究现状，提出了一种高石灰石掺量复合硅酸盐水泥专用助磨剂及其制备方法，主要原料为醇胺、多元醇、糖蜜、硫代硫酸钠、阴离子表面活性剂、氨基三甲叉磷酸钠和乙二胺四甲叉磷酸钠。将本发明产品应用于高石灰石掺量复合硅酸盐水泥，可有效提高水泥品质。

为了实现上述发明目的，本发明提供的技术方案是：

一种高石灰石掺量复合硅酸盐水泥用助磨剂，组分和质量配比为：醇胺2—5％，多元醇3—8％,糖蜜10—20％，硫代硫酸钠5—10％，六偏磷酸钠1—4％，阴离子表面活性剂10—15％，氨基三甲叉磷酸钠8—15％，乙二胺四甲叉磷酸钠5—12％，余量为水。

所述的高石灰石掺量复合硅酸盐水泥专用助磨剂，优选的在于，所述醇胺类为聚合醇胺、二乙丙单乙醇胺、三异丙醇胺的一种或二种以上。

所述的高石灰石掺量复合硅酸盐水泥专用助磨剂，优选的在于，所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、α—烯烃磺酸钠、十二烷基硫酸钠的一种或二种以上。

所述的高石灰石掺量复合硅酸盐水泥专用助磨剂，优选的在于，所述多元醇类为甘油、山梨醇、二乙二醇、二丙二醇的一种或二种以上。

所述的高石灰石掺量复合硅酸盐水泥专用助磨剂的制备方法，按照上述质量配比，依次将氨基三甲叉磷酸钠、乙二胺四甲叉磷酸钠加入40-45℃的水中，搅拌均匀；然后调节水温50-55℃，再加入糖蜜、硫代硫酸钠、六偏磷酸钠、阴离子表面活性剂，搅拌均匀；最后加入醇胺，多元醇，搅拌均匀，得深棕色液体状助磨剂产品。

所述的高石灰石掺量复合硅酸盐水泥专用助磨剂的应用，所述的助磨剂在水泥中的掺加量（质量比）为0.15-0.35％。

本发明助磨剂的作用机理：根据紧密堆积原理和水泥水化机理，水泥颗粒级配是影响水泥性能的一重要因素，即水泥中熟料的颗粒级配应满足最佳性能的级配要求，而小于3μm的颗粒则为混合材，这些小于3μm的细粉状混合材填充于水泥熟料颗粒之间的空隙，降低水泥标准稠度用水量，提高其密实度，优化水泥性能。石灰石具有易磨性好的特点，本发明产品有利于提高石灰石分散性能，充分发挥石灰石在水泥中的活性增强作用，从而提高水泥中石灰石掺量。