一种水泥助磨剂及其制备方法技术

本发明专利技术提出了一种水泥助磨剂及其制备方法，属于水泥制造技术领域，由以下原料按重量份制备而成：复合发酵物70‑120份、滑石粉5‑12份、有机胺类10‑30份、表面活性剂12‑20份、木质素磺酸钙2‑5份、水100‑200份；所述复合发酵物是甜菜糖蜜、亚麻籽、木质素的混合底物的发酵物。本发明专利技术提供的水泥助磨剂，原料易得，价格低廉，制备方法简单易行，反应条件温和，对反应设备要求不高，适合工业化生产。不含任何氯离子成分，无毒、绿色环保，无腐蚀性，对人体及建筑等没有损害；本发明专利技术所述的水泥助磨剂满足助磨剂标准要求，且具有优异的助磨效果，能够提高抗压强度，本发明专利技术的水泥助磨剂掺入量低，仅为水泥用量的0.03‑0.04％。

【技术实现步骤摘要】
一种水泥助磨剂及其制备方法
本专利技术涉及水泥制造
，具体涉及一种水泥助磨剂及其制备方法。
技术介绍
水泥助磨剂是一种改善水泥粉磨效果和性能的化学添加剂，用于水泥物料的粉磨过程中，添加少量的助磨剂能够显著提高粉磨效率或降低能耗，并且显著提高水泥台时产量和各项技术指标，而又不损害水泥自身的性能。作为一种化学激发剂，助磨剂能改善水泥颗粒分布并激发水化动力，从而提高水泥早期强度和后期强度。我国水泥工业生产的能耗占建材工业能耗的80％，占全国工业生产总能耗的8.7％，水泥助磨剂的应用给水泥工业的“节能减排”以及水泥工业的可持续发展带来的效益，远远超过了它本身的价值，它已经成为水泥工业不可缺少的辅助材料。目前，商业应用的助磨剂主要成分是胺类有机物、多元醇类有机物和无机盐，这种通过多种小分子物质复配的液体助磨剂在使用时有很多弊端，助磨能力有上限，易出现水泥产品颗粒分布范围宽，产品跑粗现象，导致水泥强度降低，甚至影响水泥强度等级。CN201210265048.6中公开了一种水泥助磨剂，该水泥助磨剂高物料在磨内的流动性，有效减少磨机过粉磨现象，改善物料对研磨体、衬板、隔仓扳的粘附作用和自身结团现象。但是，需要用到氯化钠和氯化钾等含氯离子的盐来增加助磨剂的效果，但是氯离子的存在容易造成混凝土中钢筋腐蚀、影响混凝土的使用寿命和耐久性。市面上现有的助磨剂大多是醇胺类、多元醇类等化学成分产品，成本较高，而且单一助磨剂的助磨效果也有待提高。现有技术中还有采用生物质的助磨剂配方，多采用秸秆、糖类的发酵物复配。比如CN106242340A公开了一种多组分生物质水泥助磨剂，其是用高粱杆、甘蔗渣和猪粪混合的发酵底物发酵后，发酵渣经过氧化和璜化处理的木质素，以及多羟基纤维素复配，得到了一种多组分生物质水泥助磨剂。CN109020300A公开了一种水泥助磨剂，由下列重量比的组分混合制成：硅灰6～9份，十二烷基苯24～36份，造纸废液35～45份，聚合多元醇20～25份，木质素磺酸纳13～16份，有机硅消泡剂1～3份，废糖渣10～20份，聚合糖胺32～45份。CN109678387A公开了一种水泥助磨剂，首先将盐酸与磷酸混合，投入鳞片石墨反应制得反应浆液，再加入大豆植株的根、芦苇叶混合进行微生物发酵处理，最后将预制混合液与三乙醇胺、羧酸钠、单月桂基磷酸酯以及其它助剂加热共混即得水泥助磨剂。但是上述专利并不是直接通过发酵产生小分子醇类、胺类以及有机酸类，从而直接提高水泥助磨效果，因此，这类助磨剂虽然安全环保，但效果不佳。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种水泥助磨剂及其制备方法，不含任何氯离子成分，无毒、绿色环保，无腐蚀性，对人体及建筑等没有损害；本专利技术所述的水泥助磨剂满足助磨剂标准要求，且具有优异的助磨效果，能够提高抗压强度，本专利技术的水泥助磨剂掺入量低，仅为水泥用量的0.03-0.04％。本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术提供一种水泥助磨剂，由以下原料按重量份制备而成：复合发酵物70-120份、滑石粉5-12份、有机胺类10-30份、表面活性剂12-20份、木质素磺酸钙2-5份、水100-200份；所述复合发酵物是甜菜糖蜜、亚麻籽、木质素的混合底物的发酵物。作为本专利技术的进一步改进，所述混合底物中，甜菜糖蜜、亚麻籽和木质素的质量比为（10-50）：（5-12）：（1-3）。作为本专利技术的进一步改进，所述复合发酵物的制备方法如下：S1.将10-50份甜菜糖蜜、5-12份亚麻籽、1-3份木质素按质量比称取后，干燥，粉碎过筛，并混合均匀，得到粉料；S2.向粉料中加入料粉质量2-4wt%的氨基酸、0.2-0.5wt%的维生素和0.1-0.3wt%的微量元素，混合均匀后，加入无菌水中浸泡，得到营养液；S3.将酵母菌和大肠杆菌分别从菌种斜面上取一环菌，分别接种在高氏培养基中进行活化培养，然后将两种种子菌种液依次接种在营养液中进行发酵培养；S4.发酵结束后进行高温灭菌后，过滤，浓缩，得到复合发酵物。作为本专利技术的进一步改进，步骤S1中所述过筛的筛网目数为60-150目。作为本专利技术的进一步改进，步骤S2中所述氨基酸包括甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、缬氨酸、色氨酸、亮氨酸、丙氨酸、异亮氨酸、；所述维生素包括维生素C、维维生素A、维生素K、维生素B12、维生素E；所述微量元素包括氯化钠、氯化钾、氯化钙、硫酸镁、氯化铁、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰、氯化锌、氯化铜、氯化锰。步骤S2无菌水的加入量没有特别的限定，一般为步骤S1所得粉料质量的1-3倍。作为本专利技术的进一步改进，步骤S3中所述活化培养条件为氮气条件下，30-40℃，200-250r/min培养18-24h；所述酵母菌和大肠杆菌的接种量为2-4%和1-3%；所述发酵培养条件为氮气条件下，35-38℃，200-250r/min培养24-48h。作为本专利技术的进一步改进，步骤S4中所述高温灭菌条件为100-110℃灭菌10-20min，浓缩后液体相对密度为1.4-1.5。所述表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。作为本专利技术的进一步改进，所述有机胺类选自三乙醇胺、二乙醇胺、三乙胺、乙二胺、异丙胺、三异丙醇胺、乙醇胺中的至少一种。作为本专利技术的进一步改进，所述有机胺类为三异丙醇胺和异丙胺的复配，质量比为（5-10）：（2-7）。本专利技术进一步保护上述水泥助磨剂的制备方法，包括以下步骤：S1.按重量份准备各原料；S2.将有机胺类、表面活性剂、木质素磺酸钙和水加入反应釜中，升温至50-60℃，搅拌10-20min；S3.在搅拌状态下，将滑石粉加入反应釜内，升温至70-80℃，搅拌50-70min；S4.在搅拌状态下，降温至30-50℃，加入复合发酵物，搅拌1-2h；S5.降至室温，包装，即可。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术通过将甜菜糖蜜、亚麻籽、木质素通过酵母菌和大肠杆菌进行发酵后，产生大量的醇类、氨基酸、有机酸等，其中，甜菜糖蜜是一种优良的发酵底物，在复合发酵菌的作用下，能快速发酵，产生很多小分子活性物质，亚麻籽中含有丰富的饱和油脂，发酵后能产生大量饱和油酸，木质素中以纤维素为主，通过发酵后分解有机纤维、糖分、多肽等成分，使纤维分子断裂，从而形成小分子的两性物质，这些发酵产物使水泥与助磨剂之间的交联密度加强，粘结强度提高，增加水泥流动性，减少结块现象，配以滑石粉、有机胺类以及表面活性剂，具有很好的水泥助磨效果，同时，还能显著提高水泥的力学性能；水泥熟料在破碎后将产生大量断裂的Si-O共价键和Ca-O离子键，其中Ca-O离子键单键键能小于Si-O共价键键能，断裂首先发生在Ca-O离子键上，离子键的断裂产生了电子密度的差异，断面两侧出现一系列交错的Ca2+和O2-活性点，在没有外来离子或分子屏蔽时，两者之间在库伦力的作用下愈合，而添加本专利技术助磨剂的使用使不饱和的带电粒子得到屏蔽，从而防止粉体颗粒的再次聚合，起到分散物料的作用；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水泥助磨剂，由以下原料按重量份制备而成：复合发酵物70-120份、滑石粉5-12份、有机胺类10-30份、表面活性剂12-20份、木质素磺酸钙2-5份、水100-200份；所述复合发酵物是甜菜糖蜜、亚麻籽、木质素的混合底物的发酵物。/n

【技术特征摘要】
1.一种水泥助磨剂，由以下原料按重量份制备而成：复合发酵物70-120份、滑石粉5-12份、有机胺类10-30份、表面活性剂12-20份、木质素磺酸钙2-5份、水100-200份；所述复合发酵物是甜菜糖蜜、亚麻籽、木质素的混合底物的发酵物。


2.根据权利要求1所述的水泥助磨剂，其特征在于，所述混合底物中，甜菜糖蜜、亚麻籽和木质素的质量比为（10-50）：（5-12）：（1-3）。


3.根据权利要求2所述的水泥助磨剂，其特征在于，所述复合发酵物的制备方法如下：
S1.将10-50份甜菜糖蜜、5-12份亚麻籽、1-3份木质素按质量比称取后，干燥，粉碎过筛，并混合均匀，得到粉料；
S2.向粉料中加入料粉质量2-4wt%的氨基酸、0.2-0.5wt%的维生素和0.1-0.3wt%的微量元素，混合均匀后，加入无菌水中浸泡，得到营养液；
S3.将酵母菌和大肠杆菌分别从菌种斜面上取一环菌，分别接种在高氏培养基中进行活化培养，然后将两种种子菌种液依次接种在营养液中进行发酵培养；
S4.发酵结束后进行高温灭菌后，过滤，浓缩，得到复合发酵物。


4.根据权利要求3所述的水泥助磨剂，其特征在于，步骤S2中所述氨基酸包括甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、缬氨酸、色氨酸、亮氨酸、丙氨酸、异亮氨酸、；所述维生素包括维生素C、维维生素A、维生素K、维生素B12、维生素E；所述微量元素包括氯化钠、氯化钾、氯化钙、硫酸镁、氯化铁、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰、氯化锌、氯化铜、氯化锰。
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰，
申请(专利权)人：南京长恒泰达信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32