專利名稱：一種可再生型植物纖維素水泥減水劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水泥添加劑領(lǐng)域，具體地，涉及一種可再生型植物纖維素水泥減水劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
減水劑是在保持混凝土性能的前提下減少混凝土拌和用水量的一種混凝土外加齊U。水泥減水劑作為水泥混凝土技術(shù)一種的添加劑，可提高水的溶解與分散效果，改善水泥與水的和易性能的。經(jīng)過近些年的發(fā)展，形成了以來木質(zhì)素磺酸鈉鹽減水劑(ML)、萘系減水劑(SNF)、磺化密胺樹脂肪族減水劑(SMF)、氨基磺酸鹽系減水劑(ASP)、聚羧酸減水劑(PO等為主要代表的水泥減水劑系列。除木質(zhì)素磺酸鈉鹽減水劑系列外，這些水泥減水劑呈現(xiàn)出減水率高，可到50%左右。此外，還呈現(xiàn)出分散性好、自修補(bǔ)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。然而，這些水泥減水劑從原料組成到合成成型均無法回避能耗高、污染大的現(xiàn)實(shí)，例如萘系減水劑(SNF)、磺化密胺樹脂肪族減水劑(SMF)、氨基磺酸鹽系減水劑(ASP)，在合成過程中大多采用刺激性氣味的甲醛為原料進(jìn)行縮聚反應(yīng)，磺化過程一般也都采用強(qiáng)腐蝕性的發(fā)煙硫酸或濃硫酸進(jìn)行，這會(huì)對(duì)生產(chǎn)人員和周圍環(huán)境造成不利影響，并會(huì)產(chǎn)生大量廢渣、排放大量廢液。相比上述減水劑產(chǎn)品與技術(shù)，木質(zhì)素磺酸鈉鹽減水劑(ML)呈現(xiàn)出綠色環(huán)保的特點(diǎn)，可其減水效率不足，一般只有5 10%左右。在強(qiáng)調(diào)與重視經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境保護(hù)可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)，研究、應(yīng)用與發(fā)展低碳、節(jié)能、高效、環(huán)保技術(shù)彌足重要。因此，鑒于現(xiàn)有水泥減水劑產(chǎn)品與技術(shù)難以兼具高效、低碳、節(jié)能等諸多優(yōu)點(diǎn)的，開發(fā)一種低碳、高效、節(jié)能的水泥減水劑及制備技術(shù)的意義重大，影響深遠(yuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種可再生型植物纖維素水泥減水齊U，所述減水劑吸水效率高，組成成分且制備過程低碳、環(huán)保。同時(shí)，本發(fā)明還提供所述可再生型植物纖維素水泥減水劑的制備方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種可再生型植物纖維素水泥減水劑，所述減水劑由如下組分組成植物纖維素、高濃度堿、氧化劑和溶劑；植物纖維素與溶劑及高濃度堿的重量配比為1: 10 15 :1. 5 3 ;植物纖維素與溶劑及氧化劑的重量比為1:0. 8 1. 2 :0. 8 1. 2 ;植物纖維素與固體堿的重量比為0. 8 1. 2。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述植物纖維素提取自如下物質(zhì)中的一種或多種蘋果渣、精制棉、舊棉花。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述高濃度堿選自如下物質(zhì)中的一種或兩種的混合物氫氧化鈉或氫氧化鉀。
進(jìn)一步優(yōu)選地，所述氧化劑選自如下物質(zhì)中的一種或多種的混合物氧乙酸、過氧
化氫、次氯酸。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述溶劑選自如下物質(zhì)中的一種或多種的混合物水、乙醇、氯乙醇。同時(shí)，本發(fā)明還提供一種可再生型植物纖維素水泥減水劑的制備方法，所述方法包括如下步驟A、將植物纖維素加入溶劑與高濃度堿的混合溶液體系中，室溫條件下攪拌50 120min，所述植物纖維素與溶劑及高濃度堿的重量配比為1: 10 15 :1. 5 3 ;B、待步驟A完成后，加入溶劑與氧化劑的混合溶液體系，在50 80°C溫度條件下攪拌反應(yīng)30 60min，所述植物纖維素與溶劑及氧化劑的重量比為1:0. 8 1. 2 :0. 8 1. 2 ；C、加入固體堿，所述植物纖維素與固體堿的重量比為0. 8 1. 2，攪拌20 50min，然后再次加入溶劑與氧化劑的混合溶液體系，所述植物纖維素與溶劑及高濃度堿的重量配比為1:10 15 :1. 5 3。D、重復(fù)步驟C2 4遍，用乙醇溶液在40 60°C條件下攪拌溶解步驟C中所獲得的產(chǎn)物,過濾并蒸干。進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟D中，所述乙醇溶液的濃度為60 90%。本發(fā)明的有益效果在于在現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)的混凝`土減水劑如奈系減水劑(SNF)、橫化乾'胺樹脂肪族減水劑(SMF)、氨基磺酸鹽系減水劑(ASP)，雖然呈現(xiàn)出減水率高，可到50%左右，還呈現(xiàn)出分散性好、自修補(bǔ)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。然而，這些水泥減水劑從原料組成到合成成型均無法回避能耗高、污染大的現(xiàn)實(shí)。木質(zhì)素磺酸鈉鹽減水劑(ML)呈現(xiàn)出綠色環(huán)保的特點(diǎn)，可其減水效率不足，一般只有5 10%左右。本專利中，發(fā)明人創(chuàng)造性的提供了一種可再生型植物纖維素水泥減水劑，所述減水劑所使用的主要材料植物纖維素是從果渣、舊棉花等廢舊植物纖維中提取而來，生產(chǎn)成本低且可再生；減水劑所使用的高濃度堿、溶劑與氧化劑無毒，不污染環(huán)境；制備所述減水劑的過程低碳節(jié)能，無需高溫高壓等苛刻條件，合成工藝及設(shè)備簡單；所述減水劑較木質(zhì)素磺酸鈉類水泥減水劑，減水效率較高，可達(dá)30 40%。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合具體實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行一步說明。實(shí)施例1將從蘋果渣中提取的IOg植物纖維素加入IOOg濃度為95%乙醇中，然后加濃度為45%的氫氧化鉀溶液，在室溫條件下攪拌60min ;然后分別加入8g濃度為80%的乙醇溶液與氧乙酸，在55°C溫度條件下攪拌反應(yīng)40min ;之后加入IOg固體氫氧化鉀，繼續(xù)攪拌30min，并分別加入8g濃度為80%的乙醇溶液與氧乙酸，重復(fù)前一步驟2次，用IOOg乙醇在50°C下溶解所獲得的產(chǎn)物，過濾并蒸干。制備得到本發(fā)明所提供的一種可再生型植物纖維素水泥減水劑。實(shí)施例2
將從舊棉花中提取的IOg植物纖維素加入135g濃度為95%乙醇中，然后加濃度為50%的氫氧化鉀溶液，在室溫條件下攪拌IOOmin ;然后分別加入12g濃度為80%的乙醇溶液與氧乙酸，在60°C溫度條件下攪拌反應(yīng)60min ;之后加入12g固體氫氧化鉀，繼續(xù)攪拌50min，并分別加入12g濃度為80%的乙醇溶液與氧乙酸，重復(fù)前一步驟3次，用150g乙醇在50°C下溶解所獲得的產(chǎn)物，過濾并蒸干。制備得到一種可再生型植物纖維素水泥減水劑。實(shí)施例3將從蘋果渣中提取的IOg植物纖維素加入IOOg濃度為95%乙醇中，然后加濃度為40%的氫氧化鈉溶液，在室溫條件下攪拌70min ;然后分別加入IOg濃度為80%的乙醇溶液與氧乙酸，在45°C溫度條件下攪拌反應(yīng)30min ;之后加入Ilg固體氫氧化鈉，繼續(xù)攪拌40min,并分別加入IOg濃度為80%的乙醇溶液與氧乙酸，重復(fù)前一步驟3次，用150g乙在50°C下溶解所獲得的產(chǎn)物，過濾并蒸干。制備得到一種可再生型植物纖維素水泥減水劑。實(shí)施例4由實(shí)施例1 3制備的水泥減水劑與木質(zhì)素磺酸鈉減水劑均按0. 2%的摻入量摻入水泥，并按照GB/T8076-1997對(duì)摻入各種減水劑水泥進(jìn)行混凝土減水率測試，測量值如下表
權(quán)利要求
1.一種可再生型植物纖維素水泥減水劑，其特征在于，所述減水劑由如下組分組成 植物纖維素、高濃度堿、氧化劑和溶劑； 植物纖維素與溶劑及高濃度堿的重量配比為1: 10 15 :1. 5 3 ; 植物纖維素與溶劑及氧化劑的重量比為1:0. 8 1. 2 :0. 8 1. 2 ; 植物纖維素與固體堿的重量比為0. 8 1. 2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可再生型植物纖維素水泥減水劑，其特征在于， 所述植物纖維素提取自如下物質(zhì)中的一種或多種蘋果渣、精制棉、舊棉花。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可再生型植物纖維素水泥減水劑，其特征在于， 所述高濃度堿選自如下物質(zhì)中的一種或兩種的混合物氫氧化鈉或氫氧化鉀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可再生型植物纖維素水泥減水劑，其特征在于， 所述氧化劑選自如下物質(zhì)中的一種或多種的混合物氧乙酸、過氧化氫、次氯酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可再生型植物纖維素水泥減水劑，其特征在于， 所述溶劑選自如下物質(zhì)中的一種或多種的混合物水、乙醇、氯乙醇。
6.—種如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的可再生型植物纖維素水泥減水劑的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟 A、將植物纖維素加入溶劑與高濃度堿的混合溶液體系中，室溫條件下攪拌50 120min，所述植物纖維素與溶劑及高濃度堿的重量配比為1: 10 15 :1. 5 3 ; B、待步驟A完成后，加入溶劑與氧化劑的混合溶液體系，在50 80°C溫度條件下攪拌反應(yīng)30 60min，所述植物纖維素與溶劑及氧化劑的重量比為1:0. 8 1. 2 :0. 8 1. 2 ; C、加入固體堿，所述植物纖維素與固體堿的重量比為0.8 1. 2，攪拌20 50min，然后再次加入溶劑與氧化劑的混合溶液體系，所述植物纖維素與溶劑及高濃度堿的重量配比為1:10 15 :1. 5 3。
D、重復(fù)步驟C2 4遍，用乙醇溶液在40 60°C條件下攪拌溶解步驟C中所獲得的產(chǎn)物，過濾并蒸干。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種可再生型植物纖維素水泥減水劑的制備方法，其特征在于， 在步驟D中，所述乙醇溶液的濃度為60 90%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可再生型植物纖維素水泥減水劑，所述減水劑由如下組分組成植物纖維素、高濃度堿、氧化劑和溶劑；植物纖維素與溶劑及高濃度堿的重量配比為110～151.5～3；植物纖維素與溶劑及氧化劑的重量比為10.8～1.20.8～1.2；植物纖維素與固體堿的重量比為0.8～1.2。本發(fā)明還公開了一種可再生型植物纖維素水泥減水劑的制備方法。本發(fā)明提供的減水劑吸水效率高，組成成分且制備過程低碳、環(huán)保。
文檔編號(hào)C04B24/38GK103058575SQ20121057674
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者李軍代, 劉鋼, 閆國杰, 鄧國民, 徐韻淳, 李交, 夏慶宇, 邱軼, 王騰飛, 袁月, 黃興源 申請(qǐng)人:上海浦東路橋建設(shè)股份有限公司, 上海浦東路橋?yàn)r青材料有限公司, 上海寰保渣業(yè)處置有限公司, 上?；萜止こ虣z測有限公司