利用紙漿廢液接枝共聚制備高效減水劑的研究.pdf

1、紙漿廢液是世界上的六大公害之一，若不進(jìn)行處理直接排入江河，不僅污染了環(huán)境，而且浪費(fèi)了資源。木質(zhì)素磺酸鹽作為由紙漿廢液制備得到混凝土減水劑，是紙漿廢液資源化利用的產(chǎn)品之一。由于存在減水率低、緩凝性強(qiáng)和引氣性高的缺陷，應(yīng)用上受到一定的局限性，特別是在摻量較大時(shí)，混凝土含氣量明顯增大，強(qiáng)度大幅度下降，難以滿足工程上的要求。因此，必須對(duì)木質(zhì)素磺酸鹽進(jìn)行有效地改性，以滿足現(xiàn)代工程要求。
　　 本文通過(guò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，將木質(zhì)素磺酸鹽中間體與萘系

2、、聚羧酸、脂肪族三種減水劑的中間體分別進(jìn)行了接枝共聚反應(yīng)得到了三種木聚系減水劑，并對(duì)制備工藝進(jìn)行了探索，在確定的基本工藝的條件下，優(yōu)化配合比、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度等參數(shù)得到了最佳合成工藝。通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)對(duì)木聚系減水劑的性能與結(jié)構(gòu)進(jìn)行了討論和分析。
　　 1．選用紙漿廢液制備的木質(zhì)素磺酸鹽中間體(M)，萘系中間體(N)，甲醛為原料，通過(guò)單因素試驗(yàn)，確定了最佳合成工藝：配合比M/N＝20:80；反應(yīng)溫度100±2℃；反應(yīng)時(shí)間約為3h。通

3、過(guò)與萘系減水劑、冷木萘減水劑（物理復(fù)合制備得到）進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，用木聚萘系減水劑配制的混凝土和易性好、坍落度損失小、粘聚性好、減水率高。摻量為1.5％時(shí)，減水率高達(dá)19.7%，混凝土的抗壓強(qiáng)度得到大幅度的提高。由紅外光譜分析可知，引入木質(zhì)素磺酸鹽結(jié)構(gòu)單元后形成了梳形的分子結(jié)構(gòu)。壓汞實(shí)驗(yàn)表明，摻木聚萘系減水劑的水泥石相比空白水泥石少害孔比例都有了不同程度的提高。
　　 2．選用木質(zhì)素磺酸鹽中間體、聚羧酸中間體(S)為原料，

4、確定了最佳合成工藝：配合比M/S＝20:80；反應(yīng)溫度95±2℃；反應(yīng)時(shí)間約為1h。性能測(cè)試可知，木聚羧酸減水劑對(duì)混凝土拌合物有較好的保坍效果，混凝土凝結(jié)時(shí)間也有所延長(zhǎng)。摻量為0.45%時(shí)，減水率達(dá)到32.6%。表現(xiàn)出低摻量、高流動(dòng)性及高保坍的特點(diǎn)。通過(guò)紅外光譜表征表明1343.95cm-1位置為酯基O＝C-O的伸縮振動(dòng)峰，木質(zhì)素磺酸鹽中間體和聚羧酸中間體發(fā)生了酯化反應(yīng)。形成了木聚羧酸減水劑。
　　 3．選用木質(zhì)素磺酸鹽中間體、

5、脂肪族中間體(Z)，甲醛為原料，確定了最佳合成工藝：配合比M/Z＝20:80:反應(yīng)溫度100±2℃；反應(yīng)時(shí)間約為3h。試驗(yàn)表明，當(dāng)摻量為1.5%時(shí)，減水率為23.4%，28d強(qiáng)度為48.5MPa。紅外光譜分析表明，木質(zhì)素磺酸鹽的苯環(huán)的取代基中出現(xiàn)第三種取代基，故木質(zhì)素磺酸鹽與脂肪族減水劑發(fā)生反應(yīng)，形成了木聚脂肪族減水劑。
　　 4．本課題的合成實(shí)驗(yàn)利用了大量的紙漿廢液，降低了減水劑的生產(chǎn)成本，通過(guò)與其它減水劑接枝制備出滿足工程要