[发明专利]一种制备纳米材料改性水泥的分散磨

说明书

本发明公开了一种制备纳米材料改性水泥的分散磨，仓体由篦板分隔为混磨仓和集料仓，混磨仓的侧上部设置两个进料口，混磨仓中设搅拌器，混磨仓中设若干金属块。集料仓下半部为漏斗，漏斗底部为出料口。混磨仓能够有效实现纳米材料与水泥共同混磨，打破纳米矿粉聚团，实现纳米粒子和其他粉体充分均匀混合。使用中，集料仓下部出料口连接混凝土搅拌机，根据混凝土配合比和搅拌机工艺参数定时放出一定质量的复合材料，同时通过混磨仓的进料口按生产要求比例分别定时加入纳米材料与水泥，以实现与混凝土搅拌机连续生产作业。

技术领域

本发明涉及一种制备纳米改性水泥的设备，具体说是一种制备纳米材料改性水泥的分散磨，属于水泥和混凝土材料技术领域。

背景技术

提高水泥混凝土性能是21世纪水泥基混凝土材料研究的重点，而采用超细矿物对水泥混凝土改性是混凝土材料进化的主要途径之一。特别是伴随纳米技术研究和应用领域的深入，世界各国对超微细矿物粉体在水泥基材料中的应用研究也处于方兴未艾阶段。利用超微细粉体技术，特别是纳米技术对水泥的改性，将对进一步推动高性能水泥及高性能混凝土技术的发展具有实际意义。

由于纳米材料的尺寸小，呈现出传统材料不具备的奇异性质，同时它在物理和化学性质方面具有的诱人特征，使之成为现今材料科学研究领域的热点，被科学家们誉为21世纪最具有前途的材料。纳米材料独特的物理化学性能吸引了国内外土木工程领域科研工作者的关注，纳米材料逐步被引入水泥基材料中改善其物理力学性能。

目前，应用于混凝土研究中的纳米材料主要有纳米SiO₂、纳米CaCO₃、纳米粘土、纳米稻壳灰、碳纳米管和石墨烯等。研究表明，水泥混入纳米材料后应用于水泥基混凝土中，不仅可提高混凝土的密实度，更使得水泥浆体的结构和性能、水泥浆体与骨料的界面结构及性能均得到改善，从而提高混凝土的强度、耐久性、抗渗性等方面的性能，展现了纳米材料在未来混凝土材料改性中广阔的应用前景和良好的应用价值。

传统的方法都是向混凝土内掺加粉体材料来提高水泥混凝土性能，然而纳米粉体材料和传统的粉煤灰、矿渣等矿物掺合料不同，它的颗粒粒径比普通的矿物掺合料小了三个数量级。由于纳米粉体材料的尺度极小，表面能很高，颗粒团聚成为其固有的特性不可避免。如果不能消除纳米材料的团聚，纳米材料的优异性能则无法水泥基材料中充分发挥出来，而且团聚的纳米材料颗粒往往会形成混凝土中的缺陷，反而降低了混凝土的强度和耐久性。现有的高速长时间搅拌、超声波分散、表面活性剂分散等方法对减轻纳米材料的团聚程度起到了一定的效果，但这些方法都耗能较大，大大增加了水泥混凝土的生产成本，而且仍然无法使纳米粒子充分地分散均匀，致使纳米材料对水泥基材料改性的效果和人们对纳米材料的期望相距甚远。因此，找到一种经济、有效的纳米材料制备工艺和适用于应用到混凝土的纳米材料分散方法，进而得到一种相对完善的纳米改性混凝土制备技术，对利用纳米材料来提升混凝土的性能方面具有极大的意义。

我们前期的研究表明，将纳米材料与水泥或其他矿物掺合料等粉体混磨，通过钢球的碾压作用可以将纳米矿粉聚团打开，并通过搅拌作用使纳米材料在粉体材料中充分均匀分散，同时水泥等粉体作为物理分散剂可以将分散开的纳米颗粒隔离消除再次团聚，从而实现纳米粒子在水泥基材料中的充分均匀分散。由于水泥本身就是由水泥熟料、石膏和混合材混磨而成，基于以上研究，在磨制水泥的过程中掺入纳米材料似乎是解决纳米矿粉团聚的有效措施。但是目前水泥的粉磨一般采用闭路粉磨系统，分选机是闭路粉磨的必备设备。由于和水泥相比纳米材料较轻，在分选机对水泥颗粒进行分选时，分选机中的气流会率先将轻质纳米材料送至细粉出口，无法实现纳米材料与其他粉体共同混磨的目的。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种制备纳米材料改性水泥的分散磨，纳米材料与水泥共同混磨，可消除纳米矿粉聚团，保证改性水泥和混凝土的性能。

本发明一种制备纳米材料改性水泥的分散磨，包括仓体、搅拌器、电机和变速器。其特征在于，所述仓体由篦板分隔为混磨仓和集料仓，上部为混磨仓，下部为集料仓。