一种水泥助磨剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种水泥助磨剂的制备方法，属于水泥外加剂制备技术领域。本发明专利技术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，氧化石墨烯与有机化合物通过共价键、静电吸附于纤维表面和多糖、多肽结构中，从而使水泥与助磨剂之间的交联密度加强，粘结强度提高，利用大豆植株根部具有的根瘤菌、根中和芦荟叶中的其它内生菌的生长代谢，进一步分解有机纤维、糖分、多肽等成分，使纤维分子断裂，从而进一步加强交联密度，同时引入有机硅烷，加强水泥的耐磨性能，具有广阔的应用前景。

Preparation of a cement grinding aid

The invention relates to a preparation method of cement grinding aids, belonging to the technical field of preparation of cement admixtures. The method first mixes hydrochloric acid with phosphoric acid, then reacts with flake graphite to produce reaction slurry, and then mixes the root of soybean plant and reed leaf for microbial fermentation treatment. Finally, the prefabricated mixture is heated and blended with triethanolamine, sodium carboxylate, monolauryl phosphate and other additives to obtain cement grinding aids, graphene oxide and organic compounds through covalent bonds and static electricity. Adsorbed on the surface of fibers, polysaccharides and polypeptides, the crosslinking density between cement and grinding aids is strengthened and the bonding strength is enhanced. The growth and metabolism of rhizobia, root-neutralizing endophytes and other endophytic bacteria in aloe leaves in soybean plants are utilized to further decompose organic fibers, sugars, polypeptides and other components, so as to break the fibers and further strengthen the crosslinking density. At the same time, the introduction of organic silane to enhance the wear resistance of cement has broad application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种水泥助磨剂的制备方法
本专利技术涉及一种水泥助磨剂的制备方法，属于水泥外加剂制备

技术介绍
随着城市化发展进程的日益加快，房地产和市政建筑项目日益增加，使得水泥需求量一直居高不下。水泥是一种最常用的建筑材料，被广泛应用于土木建筑、水力、国防等工程。水泥在加工过程中，需要用到磨机来磨成粉末，水泥颗粒随粉磨而逐渐细化，因化学键的断裂而颗粒表面产生电荷，颗粒之间相互吸附产生团聚，使粉磨效率大大下降。为了提高水泥粉磨效率，减少能耗，增加水泥颗粒的表面积，提高水泥质量，在水泥生产过程中常采用添加水泥助磨剂的方式。水泥助磨剂是一种提高研磨效率，改善水泥生产中物料易磨性能，且掺加量甚微的一种生产助剂。在水泥粉磨过程中，助磨剂能显著提高粉磨效率，提高水泥台时产量、各龄期水泥强度，改善其流动性，大大降低了粉磨电耗，尤其是在细磨和超细磨的过程中效果更好。助磨剂作用于水泥物料的颗粒之间，降低粒子的表面能，其原理是防止粒子团聚，改善其流动性，提高粉磨效率，从而节能减排。目前市场上常见的助磨剂主要有液体和粉体两种，粉体水泥助磨剂的组分常有：元明粉、工业盐、粉煤灰、粉体助磨剂母液等；液体水泥助磨剂的组分常有：液体助磨剂母液、三乙醇胺、乙二醇、氯化钙、氯化钠等，按其化学结构可以分为三种：聚合有机盐助磨剂、聚合无机盐助磨剂和复合化合物助磨剂。聚合无机盐类助磨剂从水泥水化硬化角度讲，其不利于水泥石的结构生长，甚至会使长期强度有所倒缩，另外还会引起钢筋锈蚀；而复合化合物助磨剂存在着增强效果有限、适应面窄、稳定性差、分层沉降等不足，致使产品性能波动大、污染环境等问题，已经不能完全满足市场多元化、高层次的需求。此外，目前的水泥助磨剂还存在粉磨效率偏低、早期水泥力学强度提升不够以及磨后水泥的保水性差等缺点。因此，制备一种综合成本更低、助磨增强性能更加优异的水泥助磨剂，将有助于我国水泥助磨剂行业的发展。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前水泥助磨剂对水泥的力学强度提高有限，导致水泥的耐磨性、抗冲击能力不佳的缺陷，提供了一种水泥助磨剂的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：水泥助磨剂的具体制备步骤为：将预制混合液、三乙醇胺、羧酸钠、乙二醇、单月桂基磷酸酯、氨基磺酸钠、丙烯酸和水投入共混机中，在温度为70～80℃和转速为800～900r/min的条件下混合搅拌2～3h，出料即得水泥助磨剂；预制混合液的具体制备步骤为：（1）将反应浆液过滤得到滤渣，依次用蒸馏水和无水乙醇清洗滤渣3～5次，将滤渣、黄豆和甘蔗渣投入烘箱中，在温度为60～70℃的条件下干燥10～12h，干燥后投入行星球磨机中，在球料比为10：1和转速为130～150r/min的条件下研磨2～3h制得研磨产物；（2）将研磨产物与蒸馏水按质量比1：5投入反应釜中，将反应釜内温度升高至120～140℃，恒温反应50～70min制得反应混合液，将反应混合液、大豆植株的根部、葡萄糖和芦苇叶投入发酵罐中混合均匀；（3）将发酵罐置于温度为32～36℃的温室中，恒温静置8～10h，静置后过滤得到滤液，将滤液与甲基三乙氧基硅烷投入烧杯中，将烧杯置于电阻加热套中，将加热套温度升高至70～80℃，恒温静置2～3天制得预制混合液；反应浆液的具体制备步骤为：（1）将盐酸和磷酸溶液投入烧杯中，将烧杯置于冰水浴中，用搅拌装置以300～400r/min的转速混合搅拌30～40min制得混合溶液，向烧杯中加入混合溶液质量11～15%的鳞片石墨混合均匀制得固液混合物；（2）向烧杯中投入高锰酸钾粉末，将烧杯置于超声振荡仪中，在频率为36～40kHz的条件下振荡3～4h制得混合浆液，向混合浆液中加入混合浆液质量30～35%的质量分数为12～16%的双氧水，用搅拌器以600～700r/min的转速混合搅拌40～50min制得反应浆液。优选的按重量份数计，预制混合液为32～34份、三乙醇胺为2～4份、羧酸钠为1.0～1.6份、乙二醇为6～8份、单月桂基磷酸酯为2.3～2.5份、氨基磺酸钠为0.5～0.9份、丙烯酸为3～5份、水为10～12份。预制混合液的具体制备步骤（1）中优选的按重量份数计，滤渣为3～5份、黄豆为2～3份、甘蔗渣为8～10份。预制混合液的具体制备步骤（2）中优选的按重量份数计，反应混合液为30～32份、大豆植株的根部为12～14份、葡萄糖为3～5份、芦苇叶为4～6份。预制混合液的具体制备步骤（3）中滤液与甲基三乙氧基硅烷按质量比为10：1。反应浆液的具体制备步骤（1）中盐酸和磷酸溶液的质量比为1：3，盐酸的质量分数为11～15%，磷酸溶液的质量分数为6～8%。反应浆液的具体制备步骤（2）中高锰酸钾粉末的质量为固液混合物质量的3～5%。反应浆液的具体制备步骤（2）中投入混合浆液中的双氧水的质量为混合浆液质量的30～35%。本专利技术的有益技术效果是：（1）本专利技术首先将盐酸与磷酸混合，混合后投入鳞片石墨反应，反应后加入高锰酸钾反应制得混合浆液，随后向混合浆液中投入双氧水混合搅拌制得反应浆液，再将反应浆液过滤得到滤渣，将滤渣清洗后与黄豆、甘蔗渣混合干燥研磨制得研磨产物，然后将研磨产物高温水煮，再加入大豆植株的根、芦苇叶混合进行微生物发酵处理，发酵后过滤得到滤液，将滤液与有机硅烷混合加热制得预制混合液，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，本专利技术将鳞片石墨在磷酸、盐酸中与高锰酸钾反应生成纳米级氧化石墨烯，并将氧化石墨烯与黄豆、甘蔗渣混合，通过高温反应以及微生物降解，分离黄豆中的酯类化合物、蛋白质以及甘蔗渣的蔗糖、植物纤维等成分，使氧化石墨烯与这些有机化合物通过共价键、静电吸附于纤维表面和多糖、多肽结构中，利用各有机成分使助磨剂对水泥的粘结吸附能力加强，从而使水泥与助磨剂之间的交联密度加强，粘结强度提高，使水泥助磨剂的力学性能加强，与水泥混合后提高水泥的耐磨性和硬度；（2）本专利技术利用大豆植株的根和芦苇叶与多糖、多肽以及甘蔗渣中提取的纤维成分进行混合，并进行微生物发酵，利用大豆植株根部具有的根瘤菌、根中和芦荟叶中的其它内生菌的生长代谢，分泌纤维素酶以及其它酶进一步分解有机纤维、糖分、多肽等成分，使纤维分子断裂，纤维表面生成羧基、羟基以及其它有机官能团，提高各成分之间的接触面积，从而进一步加强交联密度，同时引入有机硅烷，使Si-O键填充于各有机成分之中，使水泥助磨剂在与水泥混合后，进一步加强水泥的耐磨性能，具有广阔的应用前景。具体实施方式将质量分数为11～15%的盐酸和质量分数为6～8%的磷酸溶液按质量比1：3投入烧杯中，将烧杯置于冰水浴中，用搅拌装置以300～400r/min的转速混合搅拌30～40min制得混合溶液，向烧杯中加入混合溶液质量11～15%的鳞片石墨混合均匀制得固液混合物；向烧杯中投入固液混合物质量3～5%的高锰酸钾粉末，将烧杯置于超声振荡仪中，在频率为36～40kHz的条件下振荡3～4h制得混合浆液，向混合浆液中加入混合浆液质量30～35%的质量分数为12～16%的双氧水，用搅拌器以600～700r/min的转速混合搅拌40～50min制得反应浆液；将上述反应浆液过滤得到滤渣，依次用蒸馏水和无水乙醇清洗滤渣3～5次，按本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水泥助磨剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：将预制混合液、三乙醇胺、羧酸钠、乙二醇、单月桂基磷酸酯、氨基磺酸钠、丙烯酸和水投入共混机中，在温度为70～80℃和转速为800～900r/min的条件下混合搅拌2～3h，出料即得水泥助磨剂；所述的预制混合液的具体制备步骤为：（1）将反应浆液过滤得到滤渣，依次用蒸馏水和无水乙醇清洗滤渣3～5次，将滤渣、黄豆和甘蔗渣投入烘箱中，在温度为60～70℃的条件下干燥10～12h，干燥后投入行星球磨机中，在球料比为10：1和转速为130～150r/min的条件下研磨2～3h制得研磨产物；（2）将研磨产物与蒸馏水按质量比1：5投入反应釜中，将反应釜内温度升高至120～140℃，恒温反应50～70min制得反应混合液，将反应混合液、大豆植株的根部、葡萄糖和芦苇叶投入发酵罐中混合均匀；（3）将发酵罐置于温度为32～36℃的温室中，恒温静置8～10h，静置后过滤得到滤液，将滤液与甲基三乙氧基硅烷投入烧杯中，将烧杯置于电阻加热套中，将加热套温度升高至70～80℃，恒温静置2～3天制得预制混合液；所述的反应浆液的具体制备步骤为：（1）将盐酸和磷酸溶液投入烧杯中，将烧杯置于冰水浴中，用搅拌装置以300～400r/min的转速混合搅拌30～40min制得混合溶液，向烧杯中加入混合溶液质量11～15%的鳞片石墨混合均匀制得固液混合物；（2）向烧杯中投入高锰酸钾粉末，将烧杯置于超声振荡仪中，在频率为36～40kHz的条件下振荡3～4h制得混合浆液，向混合浆液中加入混合浆液质量30～35%的质量分数为12～16%的双氧水，用搅拌器以600～700r/min的转速混合搅拌40～50min制得反应浆液。...

【技术特征摘要】
1.一种水泥助磨剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：将预制混合液、三乙醇胺、羧酸钠、乙二醇、单月桂基磷酸酯、氨基磺酸钠、丙烯酸和水投入共混机中，在温度为70～80℃和转速为800～900r/min的条件下混合搅拌2～3h，出料即得水泥助磨剂；所述的预制混合液的具体制备步骤为：（1）将反应浆液过滤得到滤渣，依次用蒸馏水和无水乙醇清洗滤渣3～5次，将滤渣、黄豆和甘蔗渣投入烘箱中，在温度为60～70℃的条件下干燥10～12h，干燥后投入行星球磨机中，在球料比为10：1和转速为130～150r/min的条件下研磨2～3h制得研磨产物；（2）将研磨产物与蒸馏水按质量比1：5投入反应釜中，将反应釜内温度升高至120～140℃，恒温反应50～70min制得反应混合液，将反应混合液、大豆植株的根部、葡萄糖和芦苇叶投入发酵罐中混合均匀；（3）将发酵罐置于温度为32～36℃的温室中，恒温静置8～10h，静置后过滤得到滤液，将滤液与甲基三乙氧基硅烷投入烧杯中，将烧杯置于电阻加热套中，将加热套温度升高至70～80℃，恒温静置2～3天制得预制混合液；所述的反应浆液的具体制备步骤为：（1）将盐酸和磷酸溶液投入烧杯中，将烧杯置于冰水浴中，用搅拌装置以300～400r/min的转速混合搅拌30～40min制得混合溶液，向烧杯中加入混合溶液质量11～15%的鳞片石墨混合均匀制得固液混合物；（2）向烧杯中投入高锰酸钾粉末，将烧杯置于超声振荡仪中，在频率为36～40kHz的条件下振荡3～4h制得混合浆液，向混合浆液中加入混合浆液质量30～35%的质量分数为12～16%的双氧水，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙国华，
申请(专利权)人：常州通和建筑工程有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32