申请日2016.08.31
公开(公告)日2017.02.08
IPC分类号C04B24/16; C04B18/04; C04B103/30
摘要
本发明公开了一种利用活性污泥制备混凝土减水剂的方法，属于混凝土减水剂技术领域。本发明先将茶树籽和百香果绞碎后用乙醇溶液浸提，浸提后抽滤、浓缩得浓缩液，将浓缩液和活性污泥混合后发酵，得发酵物，将麦麸与水混合后调节pH值，设置压力和温度下搅拌，搅拌后抽滤得滤渣，干燥后粉碎得粉末，将粉末和发酵物混合后加入三聚磷酸钠溶液中，用氢氧化钠调节pH至后滴加1,3‑丙基磺酸内酯，搅拌反应后得反应物，乙醇洗涤后干燥、粉碎得混凝土减水剂，本发明制备得到的混凝土减水剂可以在混凝土中分散性好，使混凝土收缩率小，可以水泥粒子间的分散性，提高减水效率，改善混凝土的流动度保持性。
权利要求书
1.一种利用活性污泥制备混凝土减水剂的方法，其特征在于具体制备步骤为：
(1)分别称取150～250g茶树籽和100～200g百香果，放入绞碎机中，在700～800r/min条件下绞碎20～30min，得混合物，按质量比1:8将混合物和质量分数80%乙醇溶液混合，常温下浸提3～5h后抽滤，得滤液，蒸发浓缩至原体积30%，得浓缩液;
(2)将上述浓缩液加入发酵罐中，并向发酵罐中加入600～700g活性污泥，搅拌混合均匀，在180～250r/min转速和30～40℃温度条件下发酵2～3天，发酵后得发酵物，备用;
(3)称取100～120g麦麸加入反应釜中，向其中加入600～1000mL自来水，搅拌混合15～25min，用质量分数25%盐酸调节pH值为6.0～6.5，调节后用氮气排净釜中空气，在压力为3～5MPa，温度为80～90℃，在转速为150～250r/min的条件下搅拌3～5h，搅拌后冷却至室温，将反应釜中的物质抽滤，得滤渣，用去离子水洗涤至中性后放入烘箱中，在105～110℃条件下干燥至恒重，干燥后研磨、过70～80目筛，得粉末;
(4)将上述粉末按质量比1:5与步骤(2)备用的发酵物混合，搅拌混合20～30min后得混合物，再按质量比1:10将混合物与质量分数5%三聚磷酸钠溶液混合，搅拌混合30～50min得混合液，将混合液用质量分数30%氢氧化钠溶液调节pH值为11～12，调节后放入油浴锅中，升高温度至130～140℃，升温后滴加100～150mL1,3-丙基磺酸内酯，控制滴加速度为3～5mL/min，边滴加边用200～400r/min转速搅拌，滴加结束后继续搅拌反应1～2h;
(5)上述反应结束后冷却至室温，得反应物，用无水乙醇洗涤3～5次后放入烘箱中，在80～100℃条件下干燥8～10h，干燥后粉碎，过200～220目筛，即可得到混凝土减水剂。
说明书
一种利用活性污泥制备混凝土减水剂的方法
技术领域
本发明公开了一种利用活性污泥制备混凝土减水剂的方法，属于混凝土减水剂技术领域。
背景技术
减水剂是指在保持新拌混凝土应用性能接近相同的基础条件下，通过加入混凝土添加剂显著的降低拌合时所需的用水量的一种外加剂。减水剂有着其无可比拟的优势：它可以大幅度的改善混凝土的流动性能，利于施工，施工效率被大幅度的提高，可以减少拌合时所需的水量、降低水灰比，同时，当混凝土有着几乎相同的和易性和强度的条件下，减水剂的使用可以减少水泥用量，这样可以节约成本、同时对混凝土的强度也有一定的帮助作用，再者还可以减少由于干缩等不良因素引起混凝土缺陷的影响，更加可以配制高强度、高性能的混凝土。
水泥在加水后的拌合过程中，由于水泥矿物中的组分带有不同的电荷，水泥颗粒之间就会存在引力作用，在水泥浆体形成的絮凝结构之中，会包裹着大量的自由水，这就导致水泥颗粒得不到润滑，从而影响了混凝土拌合物的流动性。而在拌合过程中加入减水剂后，减水剂中的憎水基团会在水泥颗粒表面发生定向吸附，而另一部分的亲水基团会定向排列在水泥颗粒表面的外面，与拌合水形成氢键而结合在一起。当大量的减水剂分子被水泥颗粒表面吸附后，这时，在水泥颗粒表面就会形成一层稳定的水化膜，水泥颗粒之间因为有水化膜的隔离作用而容易相对滑动。
发明内容
本发明主要解决的技术问题：针对目前与水泥的适应性较差、生产成本较高等缺陷，本发明提供了一种利用活性污泥制备混凝土减水剂的方法本发明先将茶树籽和百香果绞碎后用乙醇溶液浸提，浸提后抽滤、浓缩得浓缩液，将浓缩液和活性污泥混合后发酵，得发酵物，将麦麸与水混合后调节pH值，设置压力和温度下搅拌，搅拌后抽滤得滤渣，干燥后粉碎得粉末，将粉末和发酵物混合后加入三聚磷酸钠溶液中，用氢氧化钠调节pH至后滴加1,3-丙基磺酸内酯，搅拌反应后得反应物，乙醇洗涤后干燥、粉碎得混凝土减水剂，本发明制备得到的混凝土减水剂可以在混凝土中分散性好，使混凝土收缩率小，可以水泥粒子间的分散性，提高减水效率，改善混凝土的流动度保持性。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
(1)分别称取150～250g茶树籽和100～200g百香果，放入绞碎机中，在700～800r/min条件下绞碎20～30min，得混合物，按质量比1:8将混合物和质量分数80%乙醇溶液混合，常温下浸提3～5h后抽滤，得滤液，蒸发浓缩至原体积30%，得浓缩液;
(2)将上述浓缩液加入发酵罐中，并向发酵罐中加入600～700g活性污泥，搅拌混合均匀，在180～250r/min转速和30～40℃温度条件下发酵2～3天，发酵后得发酵物，备用;
(3)称取100～120g麦麸加入反应釜中，向其中加入600～1000mL自来水，搅拌混合15～25min，用质量分数25%盐酸调节pH值为6.0～6.5，调节后用氮气排净釜中空气，在压力为3～5MPa，温度为80～90℃，在转速为150～250r/min的条件下搅拌3～5h，搅拌后冷却至室温，将反应釜中的物质抽滤，得滤渣，用去离子水洗涤至中性后放入烘箱中，在105～110℃条件下干燥至恒重，干燥后研磨、过70～80目筛，得粉末;
(4)将上述粉末按质量比1:5与步骤(2)备用的发酵物混合，搅拌混合20～30min后得混合物，再按质量比1:10将混合物与质量分数5%三聚磷酸钠溶液混合，搅拌混合30～50min得混合液，将混合液用质量分数30%氢氧化钠溶液调节pH值为11～12，调节后放入油浴锅中，升高温度至130～140℃，升温后滴加100～150mL1,3-丙基磺酸内酯，控制滴加速度为3～5mL/min，边滴加边用200～400r/min转速搅拌，滴加结束后继续搅拌反应1～2h;
(5)上述反应结束后冷却至室温，得反应物，用无水乙醇洗涤3～5次后放入烘箱中，在80～100℃条件下干燥8～10h，干燥后粉碎，过200～220目筛，即可得到混凝土减水剂。
本发明的应用方法：称取500～1000g 水泥，倒入水泥净浆搅拌锅内，加入200～350mL自来水和水泥质量0.8～1.2%本发明制备得到的混凝土减水剂，用60～80r/min转速搅拌5～10min，将搅拌好的水泥浆迅速注内壁光滑无接缝的标准水泥净浆试模内，测试得：水泥中含气量1.5～1.8%，初始水泥净浆流动度为290～330mm，1h后的水泥净浆流动度250～280mm。
本发明的有益效果是：
(1)本发明制备得到的混凝土减水剂可以在混凝土中分散性好，使混凝土收缩率小;
(2)本发明制备得到的混凝土减水剂可以提高水泥粒子间的分散性，提高减水效率，改善混凝土的性能;
(3)本发明制备得到的混凝土减水剂成本低廉，工艺新颖，具有广泛的应用前景。
具体实施方式
分别称取150～250g茶树籽和100～200g百香果，放入绞碎机中，在700～800r/min条件下绞碎20～30min，得混合物，按质量比1:8将混合物和质量分数80%乙醇溶液混合，常温下浸提3～5h后抽滤，得滤液，蒸发浓缩至原体积30%，得浓缩液;将上述浓缩液加入发酵罐中，并向发酵罐中加入600～700g活性污泥，搅拌混合均匀，在180～250r/min转速和30～40℃温度条件下发酵2～3天，发酵后得发酵物，备用;称取100～120g麦麸加入反应釜中，向其中加入600～1000mL自来水，搅拌混合15～25min，用质量分数25%盐酸调节pH值为6.0～6.5，调节后用氮气排净釜中空气，在压力为3～5MPa，温度为80～90℃，在转速为150～250r/min的条件下搅拌3～5h，搅拌后冷却至室温，将反应釜中的物质抽滤，得滤渣，用去离子水洗涤至中性后放入烘箱中，在105～110℃条件下干燥至恒重，干燥后研磨、过70～80目筛，得粉末;将上述粉末按质量比1:5与备用的发酵物混合，搅拌混合20～30min后得混合物，再按质量比1:10将混合物与质量分数5%三聚磷酸钠溶液混合，搅拌混合30～50min得混合液，将混合液用质量分数30%氢氧化钠溶液调节pH值为11～12，调节后放入油浴锅中，升高温度至130～140℃，升温后滴加100～150mL1,3-丙基磺酸内酯，控制滴加速度为3～5mL/min，边滴加边用200～400r/min转速搅拌，滴加结束后继续搅拌反应1～2h;上述反应结束后冷却至室温，得反应物，用无水乙醇洗涤3～5次后放入烘箱中，在80～100℃条件下干燥8～10h，干燥后粉碎，过200～220目筛，即可得到混凝土减水剂。
实例1
分别称取150g茶树籽和100g百香果，放入绞碎机中，在700r/min条件下绞碎20min，得混合物，按质量比1:8将混合物和质量分数80%乙醇溶液混合，常温下浸提3h后抽滤，得滤液，蒸发浓缩至原体积30%，得浓缩液;将上述浓缩液加入发酵罐中，并向发酵罐中加入600g活性污泥，搅拌混合均匀，在180r/min转速和30℃温度条件下发酵2天，发酵后得发酵物，备用;称取100g麦麸加入反应釜中，向其中加入600mL自来水，搅拌混合15min，用质量分数25%盐酸调节pH值为6.0，调节后用氮气排净釜中空气，在压力为3MPa，温度为80℃，在转速为150r/min的条件下搅拌3h，搅拌后冷却至室温，将反应釜中的物质抽滤，得滤渣，用去离子水洗涤至中性后放入烘箱中，在105℃条件下干燥至恒重，干燥后研磨、过70目筛，得粉末;将上述粉末按质量比1:5与备用的发酵物混合，搅拌混合20min后得混合物，再按质量比1:10将混合物与质量分数5%三聚磷酸钠溶液混合，搅拌混合30min得混合液，将混合液用质量分数30%氢氧化钠溶液调节pH值为11，调节后放入油浴锅中，升高温度至130℃，升温后滴加100mL1,3-丙基磺酸内酯，控制滴加速度为3mL/min，边滴加边用200r/min转速搅拌，滴加结束后继续搅拌反应1h;上述反应结束后冷却至室温，得反应物，用无水乙醇洗涤3次后放入烘箱中，在80℃条件下干燥8h，干燥后粉碎，过200目筛，即可得到混凝土减水剂。
称取500g 水泥，倒入水泥净浆搅拌锅内，加入200mL自来水和水泥质量0.8%本发明制备得到的混凝土减水剂，用60r/min转速搅拌5min，将搅拌好的水泥浆迅速注内壁光滑无接缝的标准水泥净浆试模内，测试得：水泥中含气量1.5%，初始水泥净浆流动度为290mm，1h后的水泥净浆流动度250mm。
实例2
分别称取200g茶树籽和150g百香果，放入绞碎机中，在750r/min条件下绞碎25min，得混合物，按质量比1:8将混合物和质量分数80%乙醇溶液混合，常温下浸提4h后抽滤，得滤液，蒸发浓缩至原体积30%，得浓缩液;将上述浓缩液加入发酵罐中，并向发酵罐中加入650g活性污泥，搅拌混合均匀，在220r/min转速和35℃温度条件下发酵2.5天，发酵后得发酵物，备用;称取110g麦麸加入反应釜中，向其中加入800mL自来水，搅拌混合20min，用质量分数25%盐酸调节pH值为6.3，调节后用氮气排净釜中空气，在压力为4MPa，温度为85℃，在转速为200r/min的条件下搅拌4h，搅拌后冷却至室温，将反应釜中的物质抽滤，得滤渣，用去离子水洗涤至中性后放入烘箱中，在108℃条件下干燥至恒重，干燥后研磨、过75目筛，得粉末;将上述粉末按质量比1:5与备用的发酵物混合，搅拌混合25min后得混合物，再按质量比1:10将混合物与质量分数5%三聚磷酸钠溶液混合，搅拌混合40min得混合液，将混合液用质量分数30%氢氧化钠溶液调节pH值为11.5，调节后放入油浴锅中，升高温度至135℃，升温后滴加125mL1,3-丙基磺酸内酯，控制滴加速度为4mL/min，边滴加边用300r/min转速搅拌，滴加结束后继续搅拌反应1.5h;上述反应结束后冷却至室温，得反应物，用无水乙醇洗涤4次后放入烘箱中，在90℃条件下干燥9h，干燥后粉碎，过210目筛，即可得到混凝土减水剂。
称取800g 水泥，倒入水泥净浆搅拌锅内，加入300mL自来水和水泥质量1.0%本发明制备得到的混凝土减水剂，用70r/min转速搅拌8min，将搅拌好的水泥浆迅速注内壁光滑无接缝的标准水泥净浆试模内，测试得：水泥中含气量1.6%，初始水泥净浆流动度为310mm，1h后的水泥净浆流动度260mm。
实例3
分别称取250g茶树籽和200g百香果，放入绞碎机中，在800r/min条件下绞碎30min，得混合物，按质量比1:8将混合物和质量分数80%乙醇溶液混合，常温下浸提5h后抽滤，得滤液，蒸发浓缩至原体积30%，得浓缩液;将上述浓缩液加入发酵罐中，并向发酵罐中加入700g活性污泥，搅拌混合均匀，在250r/min转速和40℃温度条件下发酵3天，发酵后得发酵物，备用;称取120g麦麸加入反应釜中，向其中加入1000mL自来水，搅拌混合25min，用质量分数25%盐酸调节pH值为6.5，调节后用氮气排净釜中空气，在压力为5MPa，温度为90℃，在转速为250r/min的条件下搅拌5h，搅拌后冷却至室温，将反应釜中的物质抽滤，得滤渣，用去离子水洗涤至中性后放入烘箱中，在110℃条件下干燥至恒重，干燥后研磨、过80目筛，得粉末;将上述粉末按质量比1:5与备用的发酵物混合，搅拌混合30min后得混合物，再按质量比1:10将混合物与质量分数5%三聚磷酸钠溶液混合，搅拌混合50min得混合液，将混合液用质量分数30%氢氧化钠溶液调节pH值为12，调节后放入油浴锅中，升高温度至140℃，升温后滴加150mL1,3-丙基磺酸内酯，控制滴加速度为5mL/min，边滴加边用400r/min转速搅拌，滴加结束后继续搅拌反应2h;上述反应结束后冷却至室温，得反应物，用无水乙醇洗涤5次后放入烘箱中，在100℃条件下干燥10h，干燥后粉碎，过220目筛，即可得到混凝土减水剂。
称取1000g 水泥，倒入水泥净浆搅拌锅内，加入350mL自来水和水泥质量1.2%本发明制备得到的混凝土减水剂，用80r/min转速搅拌10min，将搅拌好的水泥浆迅速注内壁光滑无接缝的标准水泥净浆试模内，测试得：水泥中含气量1.8%，初始水泥净浆流动度为330mm，1h后的水泥净浆流动度280mm。