一种无氯缓凝型水泥助磨剂及其制备和应用制造技术

本发明专利技术属于化工技术领域，具体涉及一种无氯缓凝型水泥助磨剂及其制备和应用。本发明专利技术的水泥助磨剂由多元醇、甜菜糖蜜、葡萄糖酸钠、聚羧酸减水剂和水组成。本发明专利技术的水泥助磨剂不含氯离子，借助其组份之间的物理化学反应，来延缓水泥水化反应速度，水泥硬化时保证强度提高，采用该水泥助磨剂制造水泥能延长水泥凝结时间、增加水泥强度、减少加水量、提高粉磨效率、降低能耗。

Chlorine free retarding type cement grinding aid and preparation and application thereof

The invention belongs to the technical field of chemical engineering, in particular to a chlorine free and retarding cement grinding aid and preparation and application thereof. The cement grinding aid of the present invention consists of polyols, beet molasses, sodium gluconate, polycarboxylic acid water reducing agent and water. The invention of the cement grinding agent does not contain chlorine ions, with its physical and chemical reactions between components, to delay the reaction rate of cement hydration, hardening of the cement to ensure the strength increased, the cement grinding cement manufacturing agent can prolong the setting time of cement, increase the strength of cement, reduce the amount of water, improve grinding efficiency, reduce energy consumption.

【技术实现步骤摘要】
一种无氯缓凝型水泥助磨剂及其制备和应用
本专利技术属于化工
，具体涉及一种无氯缓凝型水泥助磨剂及其制备和应用。
技术介绍
随着高等级公路交通现代化建设的快速发展，水泥混凝土路面已经摆到了道路建设的重要位置，由于道路施工拌料、铺平、压实等所需时间较长，必须在水泥凝结时间到来之前完成，《通用硅酸盐水泥》GB175--2007要求，水泥的初凝不小于45min，硅酸盐水泥终凝不大于390min，普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥终凝不大于600min，根据道路现场施工要求，水泥凝结时间需要延长，一般要求初凝时间≥270min，终凝时间≥390min，而正常生产的水泥，初凝时间一般在180min～240min之间，终凝时间一般在270min～330min之间，同时，缓凝水泥自身的特性及其在生产组织过程中的诸多不便，因而水泥厂无能力生产也不愿生产该品种水泥。在水泥生产过程中，延长水泥凝结时间一般采取三种方式：（1）通过适当提高水泥中石膏掺量，达到延长凝结时间的目的，该方法延长凝结时间的幅度有限，且受到水泥的国家标准中三氧化硫在矿渣硅酸盐水泥不大于4.0%、其他通用硅酸盐水泥中不大于3.5%的限制；（2）通过调整水泥熟料的矿物组成，延长水泥凝结时间，降低熟料中凝结较快的铝酸三钙含量的比例，提高凝结较慢的硅酸二钙含量。该方式需要调整生产水泥的生料配方、改变烧成系统的热工制度，这样使水泥熟料质量降低，无法保证高强度水泥标准要求；（3）通过在水泥生产过程中添加少量缓凝型外加剂的方式，延长水泥凝结时间，该方式可根据外加剂的掺量来灵活调整水泥凝结时间，但这种方式对缓凝型外加剂的添加过程要求严格，若添加过程不合格，易造成水泥凝结时间波动、水泥强度下降，影响水泥质量。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的水泥凝结时间调整受限的问题，提供一种无氯缓凝型水泥助磨剂及其制备和应用。本专利技术的具体技术方案如下：一种无氯缓凝型水泥助磨剂，是由以下重量百分比的原料和工艺制备而成：原料配比：多元醇5.0～20.0%；甜菜糖蜜10.0～40.0%；葡萄糖酸钠5.0～20.0%；聚羧酸减水剂3.0～5.0%；水15.0～52.0%；制备工艺：向反应罐中加入水和葡萄糖酸钠搅拌15min；加入甜菜糖蜜搅拌3～5min；加入聚羧酸减水剂搅拌3～5min；加入多元醇搅拌3～5min即得无氯缓凝型水泥助磨剂。以无氯缓凝型水泥助磨剂在制备水泥中的应用，按以下重量比将水泥熟料、混合材、石膏和无氯缓凝型水泥助磨剂混合磨制得到水泥；原料配比：水泥熟料19.85～99.95%、混合材0.00～70.00%、石膏0.00～10.00%、无氯缓凝型水泥助磨剂0.05%～0.15%。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的水泥助磨剂不含氯离子，提高了混凝土使用寿命，借助其组份之间的物理化学反应，来延缓水泥水化反应速度，水泥硬化时保证强度提高；采用该水泥助磨剂制造水泥能延长水泥凝结时间、增加水泥强度、减少加水量、提高粉磨效率、降低水泥生产能耗。本专利技术水泥助磨剂的缓凝原理：水泥浆体的凝结快慢取决于水泥的早期水化作用，本无氯缓凝型助磨剂对水泥水化过程的影响，遵循“吸附-络合”机理，即由于糖蜜、葡萄糖酸钠、聚羧酸系减水剂联合在水泥颗粒表面的吸附，阻止了石膏中硫酸根离子在铝酸三钙周围的聚集，从而有效地控制了铝酸盐相的早期水化；部分糖蜜、葡萄糖酸钠、减水剂分子与二价钙离子形成络合物，使二价钙离子浓度降低，氢氧化钙不能迅速达到其饱和度，从而抑制了氢氧化钙的结晶过程；糖蜜、减水剂分子中的亲水性基团，能与水分子中氢原子形成氢键，生成缔合分子，束缚了水分子的运动，使得一定阶段内的水化反应速度降低；同时减水剂吸附于水泥颗粒后，使其表面的溶剂化膜增厚，动电电位提高，水泥颗粒间的凝聚力在较长一段时间内小于分散作用力；以上因素共同作用，促使水泥水化的诱导期延长，产生了缓凝现象。本专利技术水泥助磨剂提高粉磨效率、降低能耗、提高水泥强度的原理：在水泥粉体中，3～32um的颗粒对水泥强度起主要作用，其含量越多，强度越高，而大于32um，特别是65μm以上的粗颗粒仅发生表面部分水化，内部的水泥熟料只能起到集料的作用，对水泥强度贡献不大，也没有充分发挥熟料作为胶凝材料的作用；从颗粒的粒度分布可见，在粉磨水泥过程中加入助磨剂中多元醇、糖蜜抑制超细磨粉磨中水泥粉体颗粒的分离，避免粘球、挂壁和静电吸附，从而提高了磨机的粉磨能力，增大了细粉的比表面积；在水泥粉体中3～32um的颗粒含量增多，而大于32uM的粗颗粒含量减少；当水泥凝结硬化时，与混凝土中水泥水化的副产物如氢氧化钙发生二次反应，生成大量的二氧化硅凝胶，这些凝胶能堵塞混凝土内部毛细微孔，从而增加混凝土表面的密实性、抗压强度和硬度，一般能提高混凝土强度的15%左右；多组份的助磨剂与混凝土中相关成份的化学反应更为复杂，除了生成二氧化硅凝胶，还会生成一些致硬、致密的物质，使混凝土的强度增加更为明显，所以这种助磨剂既可以提高粉磨效率，又显著提高水泥的质量。具体实施方式实施例1（一）无氯缓凝型水泥助磨剂的制备：配方：以重量比计多元醇15.0%；甜菜糖蜜15.0%；葡萄糖酸钠15.0%；聚羧酸减水剂5.0%；水50.0%。制备工艺：向反应罐中加入水和葡萄糖酸钠搅拌15min，加入糖蜜搅拌3min，加入聚羧酸减水剂搅拌3min，加入多元醇搅拌3min即得无氯缓凝型水泥助磨剂。（二）水泥的制备：配方：以重量比计水泥熟料21.90%、混合材70.00%、石膏8.00%、无氯缓凝型水泥助磨剂0.10%。制备工艺：将水泥熟料、混合材、石膏和无氯缓凝型水泥助磨剂混合磨制得到水泥实施例2（一）无氯缓凝型水泥助磨剂的制备：配方：以重量比计多元醇5.0%；甜菜糖蜜25.0%；葡萄糖酸钠10.0%；聚羧酸减水剂4.0%；水56.0%。制备工艺：向反应罐中加入水和葡萄糖酸钠搅拌15min，加入糖蜜搅拌4min，加入聚羧酸减水剂搅拌4min，加入多元醇搅拌4min即得无氯缓凝型水泥助磨剂。（二）水泥的制备：配方：以重量比计水泥熟料88.85%、混合材5.00%、石膏6.00%、无氯缓凝型水泥助磨剂0.15%。制备工艺：将水泥熟料、混合材、石膏和无氯缓凝型水泥助磨剂混合磨制得到水泥。实施例3（一）无氯缓凝型水泥助磨剂的制备：配方：以重量比计多元醇8.0%；甜菜糖蜜32.0%；葡萄糖酸钠6.0%；聚羧酸减水剂3.0%；水51.0%。制备工艺：向反应罐中加入水和葡萄糖酸钠搅拌15min，加入糖蜜搅拌5min，加入聚羧酸减水剂搅拌5min，加入多元醇搅拌5min即得无氯缓凝型水泥助磨剂。（二）水泥的制备：配方：以重量比计水泥熟料73.85%、混合材20.00%、石膏6.00%、无氯缓凝型水泥助磨剂0.15%。制备工艺：将水泥熟料、混合材、石膏和无氯缓凝型水泥助磨剂混合磨制得到水泥。实施例4（一）无氯缓凝型水泥助磨剂的制备：配方：以重量比计多元醇12.0%；甜菜糖蜜20.0%；葡萄糖酸钠12.0%；聚羧酸减水剂4.0%；水52.0%。制备工艺：向反应罐中加入水和葡萄糖酸钠搅拌15min，加入糖蜜搅拌3～5min，加入聚羧酸减水剂搅拌4min，加入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无氯缓凝型水泥助磨剂，其特征在于，是由以下重量百分比的原料和工艺制备而成：原料配比：多元醇5.0～20.0%；甜菜糖蜜10.0～40.0%；葡萄糖酸钠5.0～20.0% ；聚羧酸减水剂3.0～5.0%；水15.0～52.0%；制备工艺：向反应罐中加入水和葡萄糖酸钠搅拌15min，加入甜菜糖蜜搅拌3～5min，加入聚羧酸减水剂搅拌3～5min，加入多元醇搅拌3～5min即得无氯缓凝型水泥助磨剂。

【技术特征摘要】
1.一种无氯缓凝型水泥助磨剂，其特征在于，是由以下重量百分比的原料和工艺制备而成：原料配比：多元醇5.0～20.0%；甜菜糖蜜10.0～40.0%；葡萄糖酸钠5.0～20.0%；聚羧酸减水剂3.0～5.0%；水15.0～52.0%；制备工艺：向反应罐中加入水和葡萄糖酸钠搅拌15min，加入甜菜糖蜜搅拌3～5min，加入聚羧酸减水剂搅拌3～5min...

【专利技术属性】
技术研发人员：常占新，孟渊，胡振录，赵建清，鄢平，冯启彪，蒋朝晖，张剑平，魏才河，张宇平，刘明瑞，
申请(专利权)人：酒钢集团宏达建材有限责任公司，兰州宏方新型建材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃,62