本發(fā)明涉及建筑節(jié)能材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于水泥的節(jié)能型添加劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)今世界，能源、資源和環(huán)境保護(hù)一直是水泥工業(yè)的中心課題。水泥是一種粉狀水硬性無機膠凝材料。水泥在加水?dāng)嚢韬蟪蓾{體，并能在空氣中硬化，并能把砂、石等材料牢固地膠結(jié)在一起。由于水泥硬化后不但具有較高的強度，而且還能抵抗外部氣液體侵蝕，因此作為一種重要的膠凝材料，一直廣泛應(yīng)用于土木、建筑、裝修、水利、國防等工程。為加速水泥工業(yè)的發(fā)展，不僅需要依靠先進(jìn)科技，還需要在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，改進(jìn)方法，擴展渠道，降低生產(chǎn)成本，減少能源消耗，最終實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的提高。
水泥添加劑是一種改善水泥粉磨效果和性能的化學(xué)添加劑，可以顯著提高水泥磨臺時產(chǎn)量和水泥各齡期強度，從而節(jié)約能源，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種用于水泥的節(jié)能型添加劑及其制備方法，改善了水泥粉磨效果和性能，具有節(jié)能環(huán)保作用，另外，還能改善水泥顆粒分布并激發(fā)各混合材的水化活性，從而提高水泥早期強度和后期強度。
本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：一種用于水泥的節(jié)能型添加劑，包括以下重量份的原料：滑石粉30~60份、填充劑20~30份、松香酸鈉10~20份、硫酸鹽10~20份、納米硅5~15份、甲基丙烯酸甲酯5~10份、保水劑2~10份、增稠劑2~8份、纖維素醚2~8份、消泡劑1~5份、穩(wěn)定劑1~4份和蒸餾水30~40份；
所述填充劑包括以下重量份的原料：石灰石粉2~10份、凹凸棒土2~8份、粉煤灰2~8份、磷石膏1~6份和氫氧化鈣1~4份。
優(yōu)選地，包括以下重量份的原料：滑石粉45份、填充劑25份、松香酸鈉15份、硫酸鹽15份、納米硅10份、甲基丙烯酸甲酯7.5份、保水劑6份、增稠劑5份、纖維素醚5份、消泡劑3份、穩(wěn)定劑2.5份和蒸餾水35份；
所述填充劑包括以下重量份的原料：石灰石粉6份、凹凸棒土5份、粉煤灰5份、磷石膏3.5份和氫氧化鈣2.5份。
優(yōu)選地，所述硫酸鹽為硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸鐵、硫酸銅中的一種或者多種。
優(yōu)選地，所述保水劑為聚乙二醇，所述增稠劑為鏈層狀結(jié)構(gòu)的含水富鎂硅酸鹽粘土礦物質(zhì)。
優(yōu)選地，所述纖維素醚為羥丙基甲基纖維素，所述消泡劑為干粉類有機硅消泡劑，所述穩(wěn)定劑為醇胺類化合物。
本發(fā)明提供了一種用于水泥的節(jié)能型添加劑的制備方法，包括以下步驟：
（1）、稱取凹凸棒土，研磨粉碎，過60~80目篩，加入至2～5倍重量份的清水中，攪拌均勻得到漿體，用離心機將所得漿體離心除去碎屑礦物，經(jīng)過過濾、干燥，并經(jīng)過輻照處理，得到凹凸棒土粗粉；
（2）、將步驟（2）得到的凹凸棒土粗粉加入質(zhì)量濃度為10~15%的乙醇溶液中，以轉(zhuǎn)速200~300r/min攪拌15~25min，再經(jīng)過超聲處理，靜置后得到高懸浮凹凸棒土乙醇懸濁液，過濾，水洗至ph值為6~8，再過濾，干燥得到活化凹凸棒土粉末；
（3）、按照配比稱取石灰石粉、粉煤灰、磷石膏和氫氧化鈣，并加入步驟（2）得到的凹凸棒土粉末，混合后放入粉碎機粉碎，過100~120目篩得到所述填充劑，備用；
（4）、按照配比稱取剩余原料與加入到步驟（3）得到的填充劑混合，放入帶有攪拌裝置的容器內(nèi)，開動攪拌器，以300~400r/min條件攪拌40~50min，得到混合溶液，對混合溶液進(jìn)行加熱，控制加熱溫度為65～75℃，加熱時間為20~30min，加熱結(jié)束后充分?jǐn)嚢?0～30min形成凝膠，再經(jīng)烘干、粉碎、篩分，得到粒徑為12～25mm的所述用于水泥的節(jié)能型添加劑。
優(yōu)選地，所述步驟（1）的攪拌條件是在常溫下以150～180r/min攪拌2～2.5h。
優(yōu)選地，所述步驟（1）中的輻照處理為利用10~25kev，30~35kg的氮離子束對干燥后的凹凸棒土進(jìn)行輻照，用于將凹凸棒土棒晶打散解離。
優(yōu)選地，所述步驟（2）中超聲處理條件為20～30khz，時間為40~50min。
本發(fā)明的有益效果：改善水泥粉磨效果和性能，可以顯著提高水泥磨臺時產(chǎn)量和水泥各齡期強度，具有節(jié)能環(huán)保作用，具體如下：
（1）、本發(fā)明的水泥添加劑能大幅度降低粉磨過程中形成的靜電吸附包球現(xiàn)象，并可以降低粉磨過程中形成的超細(xì)顆粒的再次聚結(jié)趨勢，減少過粉磨現(xiàn)象。；
（2）、本發(fā)明的水泥添加劑既能節(jié)約電耗和煤耗，又能提高水泥的品質(zhì)和性能，且在成本、價格上低于國內(nèi)同類產(chǎn)品的平均水平；在制備上簡便易行；
（3）、本發(fā)明提高了水泥整體的抗壓強度，本發(fā)明水泥添加劑在生產(chǎn)水泥時加入0.5~0.8%，可降低燃料10%左右，做到節(jié)能減排，另外，提高磨機產(chǎn)量10~12%；
（4）、本發(fā)明使用過程中方便并能均勻使用，滿足生產(chǎn)的穩(wěn)定性，保證生產(chǎn)水泥的質(zhì)量。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
實施例1
一種用于水泥的節(jié)能型添加劑，包括以下重量份的原料：
滑石粉30份；
填充劑20份；
松香酸鈉10份；
硫酸鹽10份；
納米硅5份；
甲基丙烯酸甲酯5份；
保水劑2份；
增稠劑2份；
纖維素醚2份；
消泡劑1份；
穩(wěn)定劑1份；
蒸餾水30份；
所述填充劑包括以下重量份的原料：石灰石粉2份、凹凸棒土2份、粉煤灰2份、磷石膏1份和氫氧化鈣1份。
其中，所述硫酸鹽為硫酸鈉，所述保水劑為聚乙二醇，所述增稠劑為鏈層狀結(jié)構(gòu)的含水富鎂硅酸鹽粘土礦物質(zhì)。
其中，所述纖維素醚為羥丙基甲基纖維素，所述消泡劑為干粉類有機硅消泡劑，所述穩(wěn)定劑為醇胺類化合物。
本實施例中提供了一種用于水泥的節(jié)能型添加劑的制備方法，包括以下步驟：
（1）、稱取凹凸棒土，研磨粉碎，過60目篩，加入至2倍重量份的清水中，攪拌均勻得到漿體，用離心機將所得漿體離心除去碎屑礦物，經(jīng)過過濾、干燥，并經(jīng)過輻照處理，得到凹凸棒土粗粉；
（2）、將步驟（2）得到的凹凸棒土粗粉加入質(zhì)量濃度為10%的乙醇溶液中，以轉(zhuǎn)速200r/min攪拌15min，再經(jīng)過超聲處理，靜置后得到高懸浮凹凸棒土乙醇懸濁液，過濾，水洗至ph值為6，再過濾，干燥得到活化凹凸棒土粉末；
（3）、按照配比稱取石灰石粉、粉煤灰、磷石膏和氫氧化鈣，并加入步驟（2）得到的凹凸棒土粉末，混合后放入粉碎機粉碎，過100目篩得到所述填充劑，備用；
（4）、按照配比稱取剩余原料與加入到步驟（3）得到的填充劑混合，放入帶有攪拌裝置的容器內(nèi)，開動攪拌器，以300r/min條件攪拌40min，得到混合溶液，對混合溶液進(jìn)行加熱，控制加熱溫度為65℃，加熱時間為20min，加熱結(jié)束后充分?jǐn)嚢?0min形成凝膠，再經(jīng)烘干、粉碎、篩分，得到粒徑為12mm的所述用于水泥的節(jié)能型添加劑。
其中，所述步驟（1）的攪拌條件是在常溫下以150r/min攪拌2h。
其中，所述步驟（1）中的輻照處理為利用10kev，30kg的氮離子束對干燥后的凹凸棒土進(jìn)行輻照，用于將凹凸棒土棒晶打散解離。
其中，所述步驟（2）中超聲處理條件為20khz，時間為40min。
實施例2
一種用于水泥的節(jié)能型添加劑，包括以下重量份的原料：
滑石粉60份；
填充劑30份；
松香酸鈉20份；
硫酸鹽20份；
納米硅15份；
甲基丙烯酸甲酯10份；
保水劑10份；
增稠劑8份；
纖維素醚8份；
消泡劑5份；
穩(wěn)定劑4份；
蒸餾水40份；
所述填充劑包括以下重量份的原料：石灰石粉10份、凹凸棒土8份、粉煤灰8份、磷石膏6份和氫氧化鈣4份。
其中，所述硫酸鹽為硫酸鉀，所述保水劑為聚乙二醇，所述增稠劑為鏈層狀結(jié)構(gòu)的含水富鎂硅酸鹽粘土礦物質(zhì)。
其中，所述纖維素醚為羥丙基甲基纖維素，所述消泡劑為干粉類有機硅消泡劑，所述穩(wěn)定劑為醇胺類化合物。
本實施例中提供了一種用于水泥的節(jié)能型添加劑的制備方法，包括以下步驟：
（1）、稱取凹凸棒土，研磨粉碎，過80目篩，加入至5倍重量份的清水中，攪拌均勻得到漿體，用離心機將所得漿體離心除去碎屑礦物，經(jīng)過過濾、干燥，并經(jīng)過輻照處理，得到凹凸棒土粗粉；
（2）、將步驟（2）得到的凹凸棒土粗粉加入質(zhì)量濃度為15%的乙醇溶液中，以轉(zhuǎn)速300r/min攪拌25min，再經(jīng)過超聲處理，靜置后得到高懸浮凹凸棒土乙醇懸濁液，過濾，水洗至ph值為8，再過濾，干燥得到活化凹凸棒土粉末；
（3）、按照配比稱取石灰石粉、粉煤灰、磷石膏和氫氧化鈣，并加入步驟（2）得到的凹凸棒土粉末，混合后放入粉碎機粉碎，過120目篩得到所述填充劑，備用；
（4）、按照配比稱取剩余原料與加入到步驟（3）得到的填充劑混合，放入帶有攪拌裝置的容器內(nèi)，開動攪拌器，以400r/min條件攪拌50min，得到混合溶液，對混合溶液進(jìn)行加熱，控制加熱溫度為75℃，加熱時間為30min，加熱結(jié)束后充分?jǐn)嚢?0min形成凝膠，再經(jīng)烘干、粉碎、篩分，得到粒徑為25mm的所述用于水泥的節(jié)能型添加劑。
其中，所述步驟（1）的攪拌條件是在常溫下以180r/min攪拌2.5h。
其中，所述步驟（1）中的輻照處理為利用25kev，35kg的氮離子束對干燥后的凹凸棒土進(jìn)行輻照，用于將凹凸棒土棒晶打散解離。
其中，所述步驟（2）中超聲處理條件為30khz，時間為50min。
實施例3
一種用于水泥的節(jié)能型添加劑，包括以下重量份的原料：
滑石粉45份；
填充劑25份；
松香酸鈉15份；
硫酸鹽15份；
納米硅10份；
甲基丙烯酸甲酯7.5份；
保水劑6份；
增稠劑5份；
纖維素醚5份；
消泡劑3份；
穩(wěn)定劑2.5份；
蒸餾水35份；
所述填充劑包括以下重量份的原料：石灰石粉6份、凹凸棒土5份、粉煤灰5份、磷石膏3.5份和氫氧化鈣2.5份。
其中，所述硫酸鹽為硫酸鐵，所述保水劑為聚乙二醇，所述增稠劑為鏈層狀結(jié)構(gòu)的含水富鎂硅酸鹽粘土礦物質(zhì)。
其中，所述纖維素醚為羥丙基甲基纖維素，所述消泡劑為干粉類有機硅消泡劑，所述穩(wěn)定劑為醇胺類化合物。
本實施例中提供了一種用于水泥的節(jié)能型添加劑的制備方法，包括以下步驟：
（1）、稱取凹凸棒土，研磨粉碎，過70目篩，加入至4倍重量份的清水中，攪拌均勻得到漿體，用離心機將所得漿體離心除去碎屑礦物，經(jīng)過過濾、干燥，并經(jīng)過輻照處理，得到凹凸棒土粗粉；
（2）、將步驟（2）得到的凹凸棒土粗粉加入質(zhì)量濃度為12.5%的乙醇溶液中，以轉(zhuǎn)速250r/min攪拌20min，再經(jīng)過超聲處理，靜置后得到高懸浮凹凸棒土乙醇懸濁液，過濾，水洗至ph值為7，再過濾，干燥得到活化凹凸棒土粉末；
（3）、按照配比稱取石灰石粉、粉煤灰、磷石膏和氫氧化鈣，并加入步驟（2）得到的凹凸棒土粉末，混合后放入粉碎機粉碎，過110目篩得到所述填充劑，備用；
（4）、按照配比稱取剩余原料與加入到步驟（3）得到的填充劑混合，放入帶有攪拌裝置的容器內(nèi)，開動攪拌器，以350r/min條件攪拌45min，得到混合溶液，對混合溶液進(jìn)行加熱，控制加熱溫度為70℃，加熱時間為25min，加熱結(jié)束后充分?jǐn)嚢?5min形成凝膠，再經(jīng)烘干、粉碎、篩分，得到粒徑為18mm的所述用于水泥的節(jié)能型添加劑。
其中，所述步驟（1）的攪拌條件是在常溫下以165r/min攪拌2.2h。
其中，所述步驟（1）中的輻照處理為利用18kev，32kg的氮離子束對干燥后的凹凸棒土進(jìn)行輻照，用于將凹凸棒土棒晶打散解離。
其中，所述步驟（2）中超聲處理條件為25khz，時間為45min。
實施例4
將實施例1~3中得到的用于水泥的節(jié)能型添加劑加入到同一批次的水泥中，并且以一組未添加本發(fā)明的普通水泥作為對照組，進(jìn)行測試結(jié)果如下：
參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。