一种用于水泥生产的石膏改性剂

摘要

本发明属于水泥生产领域，涉及一种用于水泥生产的石膏改性剂。本发明所述石膏改性剂含有分散剂10‑30％、增强剂40‑80％、活化剂5‑10％、助剂5‑20％。利用石膏改性剂可降低石膏的粘度，分散性好，便于使用；使用改性后的石膏在水泥生产中掺加量降低，且可增加水泥强度，提高抗硫酸盐性能有较大提高。

权利要求

1.一种石膏改性剂，其特征在于，含有以下成分：分散剂 10‑30%

增强剂 40‑80%

活化剂 5‑10%

助剂   5‑20%；

所述的分散剂为木质素磺酸盐和醇胺类物质的混合物，木质素磺酸盐和醇胺类物质的使用比例为1‑3:1；

所述的增强剂为硫氰酸钠、硫酸钠、硫酸钾、硫酸钙、氯化钙、氯化钠、氯化铝、亚硝酸钠、三乙醇胺和三异丙醇胺中的一种或多种组合；

所述的活化剂为硅酮锆；

所述的助剂为硅灰或高细粉煤灰。

2.根据权利要求1所述的石膏改性剂，其特征在于，所述成分的比例为：分散剂 15‑30%

增强剂 50‑70%

活化剂 5‑10%

助剂   10‑15%。

3.根据权利要求1所述的石膏改性剂，其特征在于，所述的木质素磺酸盐为木质素磺酸钙、木质素磺酸钠或木质素磺酸镁。

4.根据权利要求1所述的石膏改性剂，其特征在于，所述的醇胺类物质为三乙醇胺、二乙醇胺或三异丙醇胺。

5.一种如权利要求1或2所述的石膏改性剂在制备改性石膏、水泥生产中的应用。

说明书

一种用于水泥生产的石膏改性剂

技术领域

[0001] 本发明属于水泥生产领域，涉及一种用于水泥生产的石膏改性剂。

背景技术

[0002] 众所周知，石膏是水泥生产的必要组分之一，在水泥中主要起调节凝结时间的作用，也就是做缓凝剂使用。众多的理论学术研究表明；在水泥熟料的四种矿物组成中铝酸三钙的水化速度最快。为了保证水泥具有良好的施工性能(凝结时间适宜)，就需要通过添加一种缓凝剂来消减和抑制铝酸三钙水化快带来的弊端。石膏就是利用其主要成分硫酸钙与铝酸三钙快速溶减并反应生成钙矾石，包裹在铝酸三钙的表面进而抑制其进一步水化，从而延长水化过程，保证水泥具有适宜的凝结时间。

[0003] 生产水泥的过程中，必须严格控制石膏的添加量，如果石膏的添加量过少，可能会出现水泥瞬凝的情况，但如果石膏添加量太少，可能会出现水泥凝结速度太快的情况，后期甚至会导致水泥石开裂。

[0004] 目前大量应用的是工业副产石膏，如磷石膏、脱硫石膏等。用磷石膏、脱硫石膏水分较大，粘性较强，在使用时不易下料。磷石膏中杂质的存在也进一步制约了其在水泥生产中的应用。相比于天然石膏，磷石膏对硅酸盐水泥的标准稠度与力学性能影响较小，但会不同程度地延缓水泥的凝结时间。同时，杂质的存在还使水泥与某些类型的减水剂相容性变差。

[0005] 为了消除或减少磷石膏杂质对水泥质量的影响，实际生产中需要采取陈化、水洗、石灰中和等工艺，但处理后的磷石膏与天然石膏相比，对水泥性能的不利影响特别是与外加剂的相容性方面的问题仍然无法完全避免，致使磷石膏作为水泥缓凝剂使用受限，同时预处理过程也增加了磷石膏的利用成本，而且可能造成二次污染。

发明内容

[0006] 本发明的主要目的在于提供一种石膏改性剂，使用石膏改性剂后降低石膏的粘度，使其分散性好，便于使用，且可降低石膏添加量；采用改性后石膏生产的水泥强度增加，抗硫酸盐性能提高。

[0007] 为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

[0008] 本发明所述的石膏改性剂主要含有以下成分：

[0009] 分散剂 10‑30％

[0010] 增强剂 40‑80％

[0011] 活化剂 5‑10％

[0012] 助剂 5‑20％

[0013] 具体的，所述的改性剂含有以下成分：

[0014] 分散剂 15‑30％

[0015] 增强剂 50‑70％

[0016] 活化剂 5‑10％

[0017] 助剂 10‑15％

[0018] 以上所述石膏改性剂中分散剂主要为木质素磺酸盐和/或醇胺类物质。

[0019] 优选的，所述的分散剂为木质素磺酸盐和醇胺类物质的混合物；

[0020] 进一步优选的，所述的木质素磺酸盐和醇胺类物质的使用比例为1‑3:1。

[0021] 在某些实施例中，所述的木质素磺酸盐可以是木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁；所述的醇胺类物质可以是三乙醇胺、二乙醇胺、三异丙醇胺。

[0022] 作为优选的，所述的木质素磺酸盐为木质素磺酸钠、木质素磺酸钙；所述的醇胺类物质为三乙醇胺、三异丙醇胺。

[0023] 在某些实施例中，所述的增强剂可以是硫氰酸钠、硫酸钠、硫酸钾、硫酸钙、氯化钙、氯化钠、氯化铝、亚硝酸钠、三乙醇胺、三异丙醇胺中的一种或多种的混合物。

[0024] 作为优选的，所述的增强剂为硫氰酸钠、硫酸钠。

[0025] 在某些实施例中，所述的活化剂可以是硅酮锆、硅酸钠或其他常用活化剂。

[0026] 在某些实施例中，所述的助剂可以是硅灰、高细粉煤灰。

[0027] 本发明还提供了上述石膏改性剂的用途，即所述的石膏改性剂可以用于制备改性石膏以及水泥生产。

[0028] 本发明具有以下有益效果：

[0029] 本发明所制得的石膏改性剂可大幅度降低石膏的粘度，使其分散性好，使用时便于均匀添加；使用另改性后的石膏在进行水泥生产时同比掺加量降低，石膏掺加量由由4‑5％降至2.5‑3％；采用改性石膏生产的水泥强度增加3－5Mpa，抗硫酸盐性能有较大提高，经济、社会效益显著。
具体实施例

[0030] 下面结合具体实施例进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请权利要求所限定的范围。

[0031] 实施例1石膏改性剂制备

[0032]

[0033] 将以上材料加入搅拌机中，搅拌均匀，即得石膏改性剂。

[0034] 实施例2石膏改性剂制备

[0035]

[0036] 将以上材料加入搅拌机中，搅拌均匀，即得石膏改性剂。

[0037] 实施例3石膏改性剂制备

[0038]

[0039] 将以上材料加入搅拌机中，搅拌均匀，即得石膏改性剂。

[0040] 实施例4改性磷石膏制备

[0041]

[0042] 将以上材料加入搅拌机中，搅拌均匀制得石膏改性剂；将制得的石膏改性剂与磷石膏混合搅拌均匀(石膏改性剂20％、磷石膏80％)，制得改性磷石膏。

[0043] 实施例5改性磷石膏制备

[0044]

[0045]

[0046] 将以上材料加入搅拌机中，搅拌均匀制得石膏改性剂；将制得的石膏改性剂与磷石膏混合搅拌均匀(石膏改性剂20％、磷石膏80％)，制得改性磷石膏。

[0047] 实施例6改性磷石膏制备

[0048]

[0049] 将以上材料加入搅拌机中，搅拌均匀制得石膏改性剂；将制得的石膏改性剂与磷石膏混合搅拌均匀(石膏改性剂20％、磷石膏80％)，制得改性磷石膏。

[0050] 实施例7改性磷石膏制备

[0051]

[0052] 将以上材料加入搅拌机中，搅拌均匀制得石膏改性剂；将制得的石膏改性剂与磷石膏混合搅拌均匀(石膏改性剂20％、磷石膏80％)，制得改性磷石膏。

[0053] 实施例8改性磷石膏制备

[0054]

[0055] 将以上材料加入搅拌机中，搅拌均匀制得石膏改性剂；将制得的石膏改性剂与磷石膏混合搅拌均匀(石膏改性剂20％、磷石膏80％)，制得改性磷石膏。

[0056] 实施例9改性脱硫石膏制备

[0057]

[0058] 将以上材料加入搅拌机中，搅拌均匀制得石膏改性剂；将制得的石膏改性剂与脱硫石膏混合搅拌均匀(石膏改性剂20％、脱硫石膏80％)，制得改性脱硫石膏。

[0059] 对比实施例1改性磷石膏制备

[0060]

[0061] 将以上材料加入搅拌机中，搅拌均匀制得石膏改性剂；将制得的石膏改性剂与磷石膏混合搅拌均匀(石膏改性剂20％、磷石膏80％)，制得改性磷石膏。

[0062] 对比实施例2改性磷石膏制备

[0063]

[0064] 将以上材料加入搅拌机中，搅拌均匀制得石膏改性剂；将制得的石膏改性剂与磷石膏混合搅拌均匀(石膏改性剂20％、磷石膏80％)，制得改性磷石膏。

[0065] 对比实施例3改性磷石膏制备

[0066]

[0067] 将以上材料加入搅拌机中，搅拌均匀制得石膏改性剂；将制得的石膏改性剂与磷石膏混合搅拌均匀(石膏改性剂20％、磷石膏80％)，制得改性磷石膏。

[0068] 对比实施例4改性磷石膏制备

[0069]

[0070] 将以上材料加入搅拌机中，搅拌均匀制得石膏改性剂；将制得的石膏改性剂与磷石膏混合搅拌均匀(石膏改性剂20％、磷石膏80％)，制得改性磷石膏。

[0071] 对比实施例5改性磷石膏制备

[0072]

[0073] 将以上材料加入搅拌机中，搅拌均匀制得石膏改性剂；将制得的石膏改性剂与磷石膏混合搅拌均匀(石膏改性剂20％、磷石膏80％)，制得改性磷石膏。

[0074] 性能测试

[0075] 为进一步验证本发明石膏改性剂在水泥生产中的影响，选取本发明所制得的部分石膏改性剂，制备水泥试样，进行性能测试。

[0076] 一、改性磷石膏对水泥生产的影响

[0077] 选取实施例4、实施例6‑8、对比实施例1‑5所制得的改性磷石膏，制备水泥试样，进行性能测试。

[0078] 表1水泥生产配比

[0079]

[0080]

[0081] 对按照以上配比生产的水泥进行凝结时间及水泥强度的测试，结果如下表2所示。

[0082] 表2水泥性能测试结果

[0083]

[0084] 二、改性脱硫石膏对水泥生产的影响

[0085] 选取实施例9制得的改性脱硫石膏，制备水泥试样，进行水泥凝结时间及水泥强度的测试，结果如表3、表4所示。

[0086] 表3水泥生产配比

[0087]

[0088] 表4水泥性能测试结果

[0089]

[0090] 由表1‑4结果可知，采用本发明石膏改性剂所生产的改性磷石膏、改性脱硫石膏的粘度大幅降低，分散性好，在使用时便于均匀添加；使用改性后的磷石膏、脱硫石膏在进行水泥生产时，同比掺加量明显降低，由未改性前的4‑5％降至改性后掺2.5‑3％，明显减少了石膏的添加量，节省了生产成本；使用改性磷石膏、改性脱硫石膏生产的水泥，其凝结时间缩短，水泥强度增加3－5Mpa，且水泥抗硫酸盐性能有较大提高。