具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的一个实施方式中，提供一种用于水泥粉磨过程中的矿化料，所述矿化料至少包含：硫酸盐、硫代硫酸盐、马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯、多元醇和粉煤灰；所述硫酸盐选自硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁中的一种或多种；所述硫代硫酸盐选自硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、硫代硫酸铵中的一种或多种；所述多元醇选自乙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇和丙三醇中的一种或多种。

作为本发明的一种实施方式，所述矿化料还包含亚硫酸盐，所述亚硫酸盐选自亚硫酸钠、亚硫酸酸钾、亚硫酸铵中的一种或多种。所述矿化料中硫酸钠、硫代硫酸钠、亚硫酸钠、粉煤灰均为粉体，马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯、乙二醇为液体，马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯为市场购买。通过结合矿化料的综合性能和成本等方面的考虑，所述亚硫酸盐选择亚硫酸钠，所述硫酸盐选择硫酸钠，所述硫代硫酸盐选择硫代硫酸钠，多元醇是分子中含有两个或两个以上羟基的醇类，一般溶于水，对极性物质溶解能力强，挥发性小，具有黏性的液体或者结晶状固体，其黏度、沸点等随分子量增加而增加，作为本发明的一种实施方式，多元醇选择乙二醇。

作为本发明的一种实施方式，所述矿化料由如下质量百分比的物质组成：硫酸钠2-5％，硫代硫酸钠4-7％，亚硫酸钠0-3％，马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯1-3％，乙二醇1-3％，粉煤灰79-92％。在实施过程中，通过试验确定其原料含量，通过协同作用综合性能得到提升。

在本实施方式中，硫酸钠、硫代硫酸钠、亚硫酸钠、马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯、乙二醇均具有促使水泥早期水化的作用，能够把水泥颗粒早期水化率大幅度提高，在液相中使钙、铝、铁、硅离子从水泥颗粒中析出，促使水泥液相水溶液短时间形成饱和状，并形成更多的C-S-H硅酸钙和C-H凝胶，从饱和溶液中就析出新的更稳定更多的水化晶体，并且随着时间的推移，这些晶体不断长大，依靠多种引力使彼此粘结在一起形成紧密结构，水泥浆体就这样获得更多的早期强度。水泥3-32微米比重增加，更有力于水泥颗粒的水化，形成更的水泥石增加水泥的强度。这三种化合物，不仅具有促使水泥早期水化的作用，而且还可以促使水泥后期水化的作用，不同于硫酸钠、氯化钠对水泥的水化促使时间很短，对水泥水化有很长的持久性，随后水泥水化继续进行，从溶液中析出新的晶体和水化硅酸钙凝胶不断充满在结构的空间中，水泥浆体的强度也不断得到增长。本发明改善水泥性能，虽然水泥整体细度下降了，但是水泥颗粒级配呈现阶梯式合理搭配，粗细水泥颗粒得到优化，降低水泥标稠需水量，提高水泥与混凝土及其外加剂的相容性。

在实施过程中，硫代硫酸钠、马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯、乙二醇这三种化合物，在水泥粉磨过程中还能够包裹在水泥颗粒表面，形成保护膜，从而屏蔽水泥颗粒之间的静电，消除水泥颗粒之间的粘结和吸附团聚，避免了水泥颗粒黏结在钢球、钢锻研磨体和磨机衬板上而造成的糊球糊锻现象的发生，持久保持钢球钢锻的破碎能力，使水泥颗粒细度更细，因为水泥生产过程中水泥细度控制是固定的，所以掺加矿化后使水泥细度变细，便可提高磨机的台时产量。

此外，马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯具有防锈蚀作用，能在金属表面形成氧化保护膜，阻滞钢筋的锈蚀，增加混凝土的耐久性，提高混凝土建筑物的安定性，使混凝土建筑物延长寿命。

作为本发明的一种实施方式，所述矿化料由如下质量百分比的物质组成：硫酸钠3-4％，硫代硫酸钠5-6％，亚硫酸钠1-2％，马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯1.5-2.5％，乙二醇1.5-2.5％，粉煤灰83-88％，通过对原料的进一步

作为本发明的一种实施方式，所述矿化料由如下质量百分比的物质组成：硫酸钠4％，硫代硫酸钠5％，亚硫酸钠2％，马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯2％，乙二醇2％，粉煤灰85％。

作为本发明的一种实施方式，所述矿化料为固体，所述固体为粉体状，50度左右灰色颜色，所述粉体状粒径45微米筛余量不大于50％。

作为本发明的一种实施方式，本发明提供一种用于水泥粉磨过程中的矿化料制备方法，包括如下步骤：

(1)准备原料硫酸钠，硫代硫酸钠，亚硫酸钠，马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯，乙二醇，粉煤灰；

(2)将步骤(1)中液体原料采用液体计量泵在混料机上喷淋进行计量，粉体原料按照比例通过自动化给料系统配合给料，给料过程按如下质量百分比的物质配制，硫酸钠2-5％，硫代硫酸钠4-7％，亚硫酸钠0-3％，马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯1-3％，乙二醇1-3％，粉煤灰79-92％，输送到混料机与液体原料一起充分混合后，得水泥矿化料产品。

作为本发明的一种实施方式，上述矿化料在水泥粉磨过程中掺加量为水泥质量的0.5％。

在实施水泥粉磨过程中，水泥大颗粒在钢球作用下，随着粒径不断变小比表面积不断增加，所以水泥的各种物理化学性质会发生质的变化。在颗粒变小的同时，也是能量转化的机械化学过程，最初，在磨球撞击的作用下，熟料颗粒的内聚力被克服，致使颗粒的晶体结构破坏，从而导致晶体结晶程度降低，缺陷增加，引起晶格错位和温度升高，表观密度和实密度随即发生变化，颗粒的表面能随着比表面积的不断增加而增大。初期阶段，熟料颗粒随着粉磨时间的持续，由大颗粒变成小颗粒，并且颗粒数量增多，逐渐具备粉体性能。中期阶段，也称聚集阶段，熟料颗粒的减小与粉磨时间不再像初期的线性关系，粉磨的速率逐渐减慢。随着粉磨的进行，熟料颗粒细化及比表面积增加的速率越来越慢，并且超细的水泥颗粒表面存有晶体断裂时产生的大量电性相反的电荷，在此时颗粒间会依靠静电引力发生聚集结团的现象。后期阶段，也称团聚阶段，水泥细颗粒在此阶段受静电引力作用结团的现象逐渐明显，水泥的细度不再随粉磨时间的延续而继续细化，反而会有变粗的现象，此时在磨球的冲击力下，超细颗粒可能发生了晶体的再结晶效应。在这个阶段，粉磨过程出现了粉磨平衡现象，即较粗颗粒一方面在机械力作用下被磨细，另一方面超细颗粒在静电引力以及外力的作用下重新团聚。在生产中，粉磨平衡严重制约了水泥进一步磨细，影响球磨机的台时产量，增加单位生产能耗。本发明人通过在粉磨过程中加入矿化料，解决通常助磨剂氯离子超标的问题，同时对粉磨效果进行了改进，综合性能得以提升，使平均台时产量得到提升，3-32微米水泥颗粒比重显著提高，3天抗压强度和28天抗压强度也得到提高，并节约能耗。

本发明技术方案是发明人运用理论推理论证，经过大量的科学试验，创造出来的一个对水泥、混凝土没有损害，并且可以改善优化水泥、混凝土性能的水泥外加剂，在水泥粉磨过程中，使水泥颗粒细度下降，3-32微米颗粒比重显著提高，水泥颗粒级配更加合理优化，从而，可以大幅度提高水泥磨机台时产量，节约电力能耗；由于促使了水泥3-32微米水泥颗粒比重增大，水泥力学性能得到显著提高，水泥3天抗压强度、28天抗压强度明显得到提高。与不加水泥矿化料基准水泥相比，提高水泥磨机台时产量20％以上，水泥45微米筛余下降50％，水泥3天抗压强度提高8兆帕左右，28天抗压强度提高10兆帕左右。上述技术方案创造性的进一步改善优化了水泥性能，是水泥外加剂的一次革命和飞跃，既提高了经济效益，又带来了良好的社会效益。本发明技术方案中添加了马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯，在提高水泥早后期强度的基础上，因为马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯还具有防锈蚀作用，在金属表面形成保护氧化膜，阻滞了混凝土中的钢筋锈蚀，提高了混凝土的耐久性，确保了混凝土的耐久性和混凝土建筑物的安定性，解决了目前水泥粉体助磨剂会造成对钢筋锈蚀的棘手难题。

以下对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

以下各实施例是本申请发明人按照本发明的制备方法和使用方法进行具体实验。

以下实施例中，所涉及的主要原料、主要试剂均市售。

实施例1

在本实施例中，采用如下制备方法获得一种用于水泥粉磨过程中的矿化料，其制备方法包括如下步骤：(1)准备原料硫酸钠，硫代硫酸钠，亚硫酸钠，马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯，乙二醇，粉煤灰；(2)将步骤(1)中液体原料采用液体计量泵在混料机上喷淋进行计量，粉体原料按照比例通过自动化给料系统配合给料，给料过程按如下质量百分比的物质配制，硫酸钠2％，硫代硫酸钠7％，亚硫酸钠1％，马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯3％，乙二醇2％，粉煤灰85％，输送到混料机与液体原料一起充分混合后，得水泥矿化料产品，在水泥粉磨过程中掺加量为水泥质量的0.5％。

实施例2

在本实施例中，采用如下制备方法获得一种用于水泥粉磨过程中的矿化料，其制备方法包括如下步骤：(1)准备原料硫酸钠，硫代硫酸钠，亚硫酸钠，马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯，乙二醇，粉煤灰；(2)将步骤(1)中液体原料采用液体计量泵在混料机上喷淋进行计量，粉体原料按照比例通过自动化给料系统配合给料，给料过程按如下质量百分比的物质配制，硫酸钠3％，硫代硫酸钠7％，亚硫酸钠2％，马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯2％，乙二醇2％，粉煤灰84％，输送到混料机与液体原料一起充分混合后，得水泥矿化料产品，在水泥粉磨过程中掺加量为水泥质量的0.5％。

实施例3

在本实施例中，采用如下制备方法获得一种用于水泥粉磨过程中的矿化料，其制备方法包括如下步骤：(1)准备原料硫酸钠，硫代硫酸钠，亚硫酸钠，马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯，乙二醇，粉煤灰；(2)将步骤(1)中液体原料采用液体计量泵在混料机上喷淋进行计量，粉体原料按照比例通过自动化给料系统配合给料，给料过程按如下质量百分比的物质配制，硫酸钠4％，硫代硫酸钠5％，亚硫酸钠2％，马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯2％，乙二醇2％，粉煤灰85％，输送到混料机与液体原料一起充分混合后，得水泥矿化料产品，在水泥粉磨过程中掺加量为水泥质量的0.5％。

实施例4

在本实施例中，采用如下制备方法获得一种用于水泥粉磨过程中的矿化料，其制备方法包括如下步骤：(1)准备原料硫酸钠，硫代硫酸钠，马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯，乙二醇，粉煤灰；(2)将步骤(1)中液体原料采用液体计量泵在混料机上喷淋进行计量，粉体原料按照比例通过自动化给料系统配合给料，给料过程按如下质量百分比的物质配制，硫酸钠2％，硫代硫酸钠4％，马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯1％，乙二醇1％，粉煤灰92％，输送到混料机与液体原料一起充分混合后，得水泥矿化料产品，在水泥粉磨过程中掺加量为水泥质量的0.5％。

实施例5

在本实施例中，采用如下制备方法获得一种用于水泥粉磨过程中的矿化料，其制备方法包括如下步骤：(1)准备原料硫酸钠，硫代硫酸钠，亚硫酸钠，马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯，乙二醇，粉煤灰；(2)将步骤(1)中液体原料采用液体计量泵在混料机上喷淋进行计量，粉体原料按照比例通过自动化给料系统配合给料，给料过程按如下质量百分比的物质配制，硫酸钠5％，硫代硫酸钠7％，亚硫酸钠3％，马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯3％，乙二醇3％，粉煤灰79％，输送到混料机与液体原料一起充分混合后，得水泥矿化料产品，在水泥粉磨过程中掺加量为水泥质量的0.5％。

通过对上述实施例1-5矿化料进行检测，检测结果如下表所示。

表1

实施例6

采用上述实施例3技术方案生产的水泥矿化料产品，于2020年12月15日在山西大同兴旺集团云中水泥有限公司做水泥矿化料工业试验，P.O42.5基准空白样水泥磨机台时产量140吨/小时，经过2小时洗磨后，平均台时产量达到168吨/小时，提高了20％，经化验室检验80微米筛余细度有1.70％下降到0.85％，3-32微米水泥颗粒比重由58％，提高到65％，氯离子在水泥中增加0.008％，符合水泥助磨剂GB/T26748-2011国家标准要求，3天抗压强度提高8.3兆帕，28天抗压强度提高10.1兆帕。

实施例7

采用上述实施例1技术方案生产的水泥矿化料产品，于2021年3月16日在内蒙古包头北园鹿飞水泥有限公司做水泥矿化料工业试验，P.O42.5基准空白样水泥磨机台时产量45吨/小时，经过2小时洗磨后，平均台时产量达到55吨/小时，提高了22.2％，经化验室检验80微米筛余细度有1.60％下降到0.78％，3-32微米水泥颗粒比重由56％，提高到63％，氯离子在水泥中增加0.01％，符合水泥助磨剂GB/T26748-2011国家标准要求，3天抗压强度提高8.2兆帕，28天抗压强度提高10.3兆帕。

实施例8

采用上述实施例2技术方案生产的水泥矿化料产品，于2021年4月13日在山西代县宏威水泥有限公司做水泥矿化料工业试验，P.O42.5基准空白样水泥磨机台时产量160吨/小时，经过2小时洗磨后，平均台时产量达到195吨/小时，提高了21.9％，经化验室检验45微米筛余细度有11.80％下降到5.90％，3-32微米水泥颗粒比重由54％，提高到65％，氯离子在水泥中增加0.009％，符合水泥助磨剂GB/T26748-2011国家标准要求，3天抗压强度提高8.3兆帕，28天抗压强度提高10.2兆帕。

经过多次试验，并结合实际应用情况，本发明中矿化料由如下质量百分比的物质组成：硫酸钠4％，硫代硫酸钠5％，亚硫酸钠2％，马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯2％，乙二醇2％，粉煤灰85％时为最优方案。

(1)一种用于水泥粉磨过程中的矿化料，由如下质量百分比的物质组成：硫酸钠2-5％，硫代硫酸钠4-7％，亚硫酸钠0-3％，马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯1-3％，乙二醇1-3％，粉煤灰79-92％，是直接应用于水泥生产中粉磨工艺的一种外加剂。本发明中硫酸钠、硫代硫酸钠、亚硫酸钠、马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯、乙二醇均具有促使水泥早期水化的作用，能够把水泥颗粒早期水化率大幅度提高，提高早期强度；硫代硫酸钠、马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯、乙二醇这三种化合物，在水泥粉磨过程中还能够包裹在水泥颗粒表面，形成保护膜，从而屏蔽水泥颗粒之间的静电，消除水泥颗粒之间的粘结和吸附团聚，同时还可以促使水泥后期水化的作用，提高水泥水化的持久性，随着水泥水化继续进行，从溶液中析出新的晶体和水化硅酸钙凝胶不断充满在结构的空间中，水泥浆体的强度也不断得到增长，并且，马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯还具有防锈蚀作用，能在金属表面形成氧化保护膜，阻滞钢筋的锈蚀，延长使用寿命。

(2)一种用于水泥粉磨过程中的矿化料的制备方法，按照如下质量百分比的物质配制：硫酸钠2-5％，硫代硫酸钠4-7％，亚硫酸钠0-3％，马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯1-3％，乙二醇1-3％，粉煤灰79-92％，液体原料采用液体计量泵在混料机上喷淋进行计量，粉体原料按照比例通过自动化给料系统配合后，输送到混料机与液体原料一起充分混合后，得水泥矿化料产品。该产品为灰色粉体状。在水泥粉磨过程中掺加量为水泥质量的0.5％。通过使用本发明可以提高水泥磨机台时产量20％以上，水泥45微米筛余下降50％，水泥3天抗压强度提高8兆帕左右，28天抗压强度提高10兆帕左右。本发明通过合理加入其他物质，提高了磨机台时产量，显著提高了制品早期和后期强度，增加水泥粉磨效率，降低水泥粉磨电耗，避免氯离子超标对水泥混凝土及其建筑物和人员构成的危险。

本发明技术原理：本发明提供一种用于水泥粉磨过程中的矿化料，本发明中硫酸钠、硫代硫酸钠、亚硫酸钠、马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯、乙二醇均具有促使水泥早期水化的作用，能够把水泥颗粒早期水化率大幅度提高，在液相中使钙、铝、铁、硅离子从水泥颗粒中析出，促使水泥液相水溶液短时间形成饱和状，并形成更多的C-S-H硅酸钙和C-H凝胶，从饱和溶液中就析出新的更稳定更多的水化晶体，并且随着时间的推移，这些晶体不断长大，依靠多种引力使彼此粘结在一起形成紧密结构，水泥浆体就这样获得更多的早期强度。

同时，硫代硫酸钠、马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯、乙二醇这三种化合物，在水泥粉磨过程中还能够包裹在水泥颗粒表面，形成保护膜，从而屏蔽水泥颗粒之间的静电，消除水泥颗粒之间的粘结和吸附团聚，避免了水泥颗粒黏结在钢球、钢锻研磨体和磨机衬板上而造成的糊球糊锻现象的发生，持久保持钢球钢锻的破碎能力，使水泥颗粒细度更细，因为水泥生产过程中水泥细度控制是固定的，所以掺加矿化后使水泥细度变细，就可以提高磨机的台时产量了；水泥3-32微米比重增加，更有力于水泥颗粒的水化，形成更多的水泥石增加水泥的强度。这三种化合物，不仅具有促使水泥早期水化的作用，而且还可以促使水泥后期水化的作用，不同于硫酸钠、氯化钠对水泥的水化促使时间很短，对水泥水化有很长的持久性，随后水泥水化继续进行，从溶液中析出新的晶体和水化硅酸钙凝胶不断充满在结构的空间中，水泥浆体的强度也不断得到增长。

本发明中马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯还具有防锈蚀作用，能在金属表面形成氧化保护膜，阻滞钢筋的锈蚀，增加混凝土的耐久性，提高混凝土建筑物的安定性，使混凝土建筑物延长寿命。

本发明技术效果：本发明提供一种用于水泥粉磨过程中的矿化料，利用本发明技术方案制造的水泥矿化料产品与目前市场上的水泥粉体助磨剂相比，具有以下几点优点和积极效果：

1.本发明氯离子不超标，不会对水泥混凝土及其建筑物和人员构成危险。本发明不添加NaCI，氯离子不超标，避免大量氯离子带入水泥中，严重影响水泥的性能，对钢筋造成的锈蚀作用，提高混凝土建筑物的耐久性和安全性，同时本发明中添加了马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯，能在金属表面形成氧化保护膜，阻滞钢筋的锈蚀，增加混凝土的耐久性，提高混凝土建筑物的安全性，使混凝土建筑物延长寿命。

2.本发明提高磨机的台时产量，增加水泥粉磨效率，降低水泥粉磨电耗。本发明中亚硫酸钠、马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯、乙二醇这三种化合物，在水泥粉磨过程中还能够包裹在水泥颗粒表面，形成保护膜，从而屏蔽水泥颗粒之间的静电，消除水泥颗粒之间的粘结和吸附团聚，持久保持钢球钢锻的破碎能力，使水泥颗粒细度更细，提高磨机的台时产量。经工业试验论证，水泥矿化料能提高水泥磨机台时产量20％以上，节约电能在7千瓦时/吨左右。

3.本发明可提高水泥抗压强度，改善水泥性能，节约水泥生产成本，提高经济效益和社会效益。本发明中硫酸钠、硫代硫酸钠、亚硫酸钠、马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯、乙二醇均具有促使水泥早期水化的作用，能够把水泥颗粒早期水化率大幅度提高，而硫代硫酸钠、马来酸酐二聚酸三乙醇胺酯、乙二醇这三种化合物，不仅具有促使水泥早期水化的作用，而且还可以促使水泥后期水化的作用，对水泥水化有很长的持久性，水泥浆体强度也不断得到增长。经工业试验和实验室检验，采用上述技术方案生产的水泥矿化料产品应用到工业生产中后，水泥3天抗压强度提高8兆帕左右，28天提高10兆帕左右。可以降低熟料用量10％以上，增加混合材10％以上，熟料与混合材差价在200元/吨左右，200元/吨*10％＝20元/吨，扣除水泥矿化料自身成本，每吨水泥还有10几元的效益。少用10％水泥熟料，就可以减少煤炭使用量，减少CO₂、SO₂、NO_x排放，为实现“碳达峰”、“碳中和”宏伟规划目标打下扎扎实实的基础。

4.本发明改善优化水泥性能，降低水泥标稠需水量，提高水泥与混凝土及其外加剂的相容性。采用本发明技术方案生产的水泥矿化料产品应用到工业生产中后，由于在水泥粉磨过程中使水泥颗粒级配更加合理，虽然水泥整体细度下降了，但是水泥颗粒级配呈现阶梯式合理搭配，粗细水泥颗粒得到优化，水泥标稠需水量不但没有上升，反而才会出现下降。水泥标稠需水量的下降，提高了水泥与混凝土及其外加剂的相容性，改善优化了水泥性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。