一種混凝土減水劑的制備方法及其應(yīng)用技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種混凝土減水劑的制備方法及其應(yīng)用，通過(guò)采用垃圾滲濾液濃縮液和茶葉廢料中提取的單寧酸作為原料，依次經(jīng)過(guò)堿化、磺化、曼尼希反應(yīng)后，即可制得混凝土減水劑，將垃圾處理產(chǎn)生的腐植酸和茶葉廢料中的單寧酸進(jìn)行充分利用，使其變廢為寶，實(shí)現(xiàn)二次經(jīng)濟(jì)價(jià)值，對(duì)促進(jìn)資源的循環(huán)再利用具有重要意義。

Preparation method of concrete water reducing agent and application thereof

The invention discloses a preparation method and application of a concrete water reducing agent, through the use of landfill leachate and concentrated liquid extraction of tannic acid in tea waste as raw material, followed by alkalization, sulfonation, Mannich reaction, to obtain the concrete water reducing agent, the disposal of refuse generated by humic acid and tannic acid in tea waste were make full use of the waste to treasure, to achieve two times of economic value, to promote resource recycling has important significance.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種混凝土減水劑的制備方法及其應(yīng)用
本專(zhuān)利技術(shù)涉及化學(xué)助劑
，尤其是涉及利用垃圾滲濾液和茶葉廢料來(lái)制取混凝土減水劑的一種混凝土減水劑的制備方法及其應(yīng)用。
技術(shù)介紹
混凝土減水劑是建材產(chǎn)業(yè)的重要產(chǎn)品之一，在混凝土拌合物中加入減水劑對(duì)水泥顆粒有分散作用，能改善混凝土拌合物的流動(dòng)性，減少單位水泥用量，節(jié)約水泥，同時(shí)保證混凝土的和易性及強(qiáng)度。目前常用的減水劑主要有木質(zhì)素磺酸鹽類(lèi)、萘系減水劑類(lèi)和聚羧酸系減水劑類(lèi)，其中聚羧酸系減水劑具有減水率高、增強(qiáng)效果顯著、混凝土的和易性較好、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，但是在實(shí)際混凝土工程使用中，聚羧酸系減水劑存在與水泥相容性的問(wèn)題，其使用效果受水泥組成成分影響較大，特別是含有粘土等成分時(shí)，由于粘土的層間吸附效應(yīng)，對(duì)聚羧酸減水劑的減水分散性能影響嚴(yán)重，使混凝土的工作性能降低，制約了聚羧酸系減水劑的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)成本是決定產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力的重要因素之一，若產(chǎn)品的生產(chǎn)成本過(guò)高的話(huà)，往往無(wú)法在價(jià)格上取得較好的競(jìng)爭(zhēng)力。在中國(guó)，茶文化已經(jīng)傳承了幾千年，許多人在走訪親朋好友或生意伙伴之間相聚時(shí)，都會(huì)泡茶怡情，因此茶葉的需求量也日益上升，而在茶葉加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生許多的殘?jiān)蛐藜粲嗔希髽I(yè)都會(huì)將其進(jìn)行焚燒作為燃料使用，這是非常不經(jīng)濟(jì)環(huán)保的一種處理方式，由于茶葉桔梗、廢渣中含有的大量單寧酸，而單寧酸屬于聚羧酸類(lèi)，若能夠?qū)⑵涮崛〕鰜?lái)利用在混凝土減水劑中進(jìn)行使用的話(huà)，那將會(huì)大大降低混凝土減水劑的生產(chǎn)成本，也能夠給茶葉加工的廢渣處理帶來(lái)二次經(jīng)濟(jì)效益。另外，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、城市化進(jìn)程的加快，我國(guó)的城市垃圾數(shù)量增長(zhǎng)異常迅速，而在眾多的城市生活垃圾處理過(guò)程中，大量的垃圾露天堆放或填埋不僅占用大量土地，而且易對(duì)土壤、地下水、大氣造成極大的二次污染，成為嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，由于垃圾在進(jìn)行好氧發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生豐富的腐殖酸，而腐植酸是一種無(wú)定形的有機(jī)高分子化合物，目前有研究表面，將腐植酸進(jìn)行磺化改性后作為混凝土減水劑進(jìn)行應(yīng)用，能夠?qū)λ囝w粒有不同程度的分散作用，能使水泥遇水后凝聚起來(lái)的絮塊破碎，降低水泥漿的粘度、增加流動(dòng)性，并且可以提高硬化后的水泥強(qiáng)度，使得在固定強(qiáng)度需求的情況下，減少水泥的使用量，因此將垃圾垃圾處理過(guò)程中的腐植酸用來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)混凝土減水劑，對(duì)改善我國(guó)的能源利用環(huán)境和能源循環(huán)利用具有重要意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于提供一種利用茶葉廢渣和垃圾滲濾液作為原料、工藝過(guò)程簡(jiǎn)單、可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的混凝土減水劑的制備方法及其應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)上述的技術(shù)目的，本專(zhuān)利技術(shù)的技術(shù)方案為：一種混凝土減水劑的制備方法，以垃圾滲濾液濃縮液和茶葉廢料中的茶單寧為原料，依次經(jīng)過(guò)堿化、磺化、曼尼希反應(yīng)后，即可制得混凝土減水劑。進(jìn)一步，其包括以下具體步驟：(1)將茶葉廢料進(jìn)行粉碎后經(jīng)過(guò)35～50目篩網(wǎng)進(jìn)行篩分，然后加入到丙酮-水體系的提取液中，采用微波法進(jìn)行提取茶葉廢料中的茶單寧；(2)將上述提取到的茶單寧加入到垃圾滲濾液濃縮液中進(jìn)行混合均勻，并加入pH調(diào)節(jié)劑將混合溶液的pH值調(diào)節(jié)至9～13后，再加入磺化劑，并將反應(yīng)體系的溫度控制在60～90℃，進(jìn)行反應(yīng)1.5～3h；(3)往上述反應(yīng)后的混合溶液中依序加入催化劑、醛類(lèi)化合物、胺類(lèi)化合物和水進(jìn)行曼尼希反應(yīng)，并將反應(yīng)體系的溫度調(diào)節(jié)至65～85℃，進(jìn)行反應(yīng)1～3.5h；(4)將步驟(3)反應(yīng)后的溶液進(jìn)行過(guò)濾，取固形物用乙醇進(jìn)行洗滌后，加入到噴霧干燥設(shè)備中進(jìn)行噴霧干燥，即可制得褐色粉末狀的混凝土減水劑。優(yōu)選的，所述各步驟中的添加組分及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：優(yōu)選的，所述的茶葉廢料為茶園修剪的枝葉、茶葉精制廠的茶灰、制取速溶茶或冰茶飲料后的茶渣、茶渣榨油后的茶餅、茶果、茶梗、茶末中的至少一種混合而成。優(yōu)選的，所述的垃圾滲濾液濃縮液為垃圾滲濾液原液經(jīng)過(guò)生化膜濃縮處理后的濃縮液，所述的垃圾滲濾液濃縮液固含量為15％～55％。優(yōu)選的，所述的pH調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉、碳酸鉀、碳酸鈉檸檬酸鈉、檸檬酸鉀、碳酸氫三鈉、檸檬酸一鈉中的至少一種混合而成。優(yōu)選的，所述的磺化劑為過(guò)硫酸銨、亞硫酸氫銨、氨基磺酸、硫酸、亞硫酸鈉中的至少一種混合而成。優(yōu)選的，所述的催化劑為過(guò)氧化氫、濃硫酸、碘、苯乙酮、苯甲醛、苯乙胺、氯化鉍中的至少一種混合而成。優(yōu)選的，所述的醛類(lèi)化合物為甲醛、乙醛、戊二醛、丙烯醛、三聚甲醛、多聚甲醛中的至少一種混合而成。優(yōu)選的，所述的胺類(lèi)化合物為哌啶、二甲胺、丙烯酰胺、鄰苯二甲酰亞胺、乙二胺中的至少一種混合而成。優(yōu)選的，所述的噴霧干燥設(shè)備的溫度為140～350℃，設(shè)備出口溫度為70～95℃，其中經(jīng)噴霧后的干粉回收率大于95％。優(yōu)選的，所述步驟(4)制得的褐色粉末狀的混凝土減水劑的相對(duì)分子質(zhì)量為15000～33000。一種根據(jù)上述一種混凝土減水劑的制備方法所制得的混凝土減水劑的應(yīng)用，將制得的混凝土減水劑按混凝土總質(zhì)量的0.1％～7％的添加量加入到混凝土中進(jìn)行使用。采用上述的技術(shù)方案，本專(zhuān)利技術(shù)的有益效果為：通過(guò)采用垃圾滲濾液濃縮液和茶葉廢料中提取的單寧酸作為原料，依次經(jīng)過(guò)堿化、磺化、曼尼希反應(yīng)后，即可制得混凝土減水劑，將垃圾處理產(chǎn)生的腐植酸和茶葉廢料中的單寧酸進(jìn)行充分利用，使其變廢為寶，實(shí)現(xiàn)二次經(jīng)濟(jì)價(jià)值，對(duì)促進(jìn)資源的循環(huán)再利用具有重要意義。具體實(shí)施方式一種混凝土減水劑的制備方法，以垃圾滲濾液濃縮液和茶葉廢料中的茶單寧為原料，依次經(jīng)過(guò)堿化、磺化、曼尼希反應(yīng)后，即可制得混凝土減水劑。進(jìn)一步，其包括以下具體步驟：(1)將茶葉廢料進(jìn)行粉碎后經(jīng)過(guò)35～50目篩網(wǎng)進(jìn)行篩分，然后加入到丙酮-水體系的提取液中，采用微波法進(jìn)行提取茶葉廢料中的茶單寧；(2)將上述提取到的茶單寧加入到垃圾滲濾液濃縮液中進(jìn)行混合均勻，并加入pH調(diào)節(jié)劑將混合溶液的pH值調(diào)節(jié)至9～13后，再加入磺化劑，并將反應(yīng)體系的溫度控制在60～90℃，進(jìn)行反應(yīng)1.5～3h；(3)往上述反應(yīng)后的混合溶液中依序加入催化劑、醛類(lèi)化合物、胺類(lèi)化合物和水進(jìn)行曼尼希反應(yīng)，并將反應(yīng)體系的溫度調(diào)節(jié)至65～85℃，進(jìn)行反應(yīng)1～3.5h；(4)將步驟(3)反應(yīng)后的溶液進(jìn)行過(guò)濾，取固形物用乙醇進(jìn)行洗滌后，加入到噴霧干燥設(shè)備中進(jìn)行噴霧干燥，即可制得褐色粉末狀的混凝土減水劑。優(yōu)選的，所述各步驟中的添加組分及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：優(yōu)選的，所述的茶葉廢料為茶園修剪的枝葉、茶葉精制廠的茶灰、制取速溶茶或冰茶飲料后的茶渣、茶渣榨油后的茶餅、茶果、茶梗、茶末中的至少一種混合而成。優(yōu)選的，所述的垃圾滲濾液濃縮液為垃圾滲濾液原液經(jīng)過(guò)生化膜濃縮處理后的濃縮液，所述的垃圾滲濾液濃縮液固含量為15％～55％。優(yōu)選的，所述的pH調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉、碳酸鉀、碳酸鈉檸檬酸鈉、檸檬酸鉀、碳酸氫三鈉、檸檬酸一鈉中的至少一種混合而成。優(yōu)選的，所述的磺化劑為過(guò)硫酸銨、亞硫酸氫銨、氨基磺酸、硫酸、亞硫酸鈉中的至少一種混合而成。優(yōu)選的，所述的催化劑為過(guò)氧化氫、濃硫酸、碘、苯乙酮、苯甲醛、苯乙胺、氯化鉍中的至少一種混合而成。優(yōu)選的，所述的醛類(lèi)化合物為甲醛、乙醛、戊二醛、丙烯醛、三聚甲醛、多聚甲醛中的至少一種混合而成。優(yōu)選的，所述的胺類(lèi)化合物為哌啶、二甲胺、丙烯酰胺、鄰苯二甲酰亞胺、乙二胺中的至少一種混合而成。優(yōu)選的，所述的噴霧干燥設(shè)備的溫度為140～350℃，設(shè)備出口溫度為70～95℃，其中經(jīng)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種混凝土減水劑的制備方法，其特征在于：以垃圾滲濾液濃縮液和茶葉廢料中的茶單寧為原料，依次經(jīng)過(guò)堿化、磺化、曼尼希反應(yīng)后，即可制得混凝土減水劑。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種混凝土減水劑的制備方法，其特征在于：以垃圾滲濾液濃縮液和茶葉廢料中的茶單寧為原料，依次經(jīng)過(guò)堿化、磺化、曼尼希反應(yīng)后，即可制得混凝土減水劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混凝土減水劑的制備方法，其特征在于：其包括以下具體步驟：（1）將茶葉廢料進(jìn)行粉碎后經(jīng)過(guò)35～50目篩網(wǎng)進(jìn)行篩分，然后加入到丙酮-水體系的提取液中，采用微波法進(jìn)行提取茶葉廢料中的茶單寧；（2）將上述提取到的茶單寧加入到垃圾滲濾液濃縮液中進(jìn)行混合均勻，并加入pH調(diào)節(jié)劑將混合溶液的pH值調(diào)節(jié)至9～13后，再加入磺化劑，并將反應(yīng)體系的溫度控制在60～90℃，進(jìn)行反應(yīng)1.5～3h；（3）往上述反應(yīng)后的混合溶液中依序加入催化劑、醛類(lèi)化合物、胺類(lèi)化合物和水進(jìn)行曼尼希反應(yīng)，并將反應(yīng)體系的溫度調(diào)節(jié)至65～85℃，進(jìn)行反應(yīng)1～3.5h；（4）將步驟（3）反應(yīng)后的溶液進(jìn)行過(guò)濾，取固形物用乙醇進(jìn)行洗滌后，加入到噴霧干燥設(shè)備中進(jìn)行噴霧干燥，即可制得褐色粉末狀的混凝土減水劑。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種混凝土減水劑的制備方法，其特征在于：所述各步驟中的添加組分及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：茶葉廢料30%～46%；垃圾滲濾液濃縮液25%～35%；pH調(diào)節(jié)劑1.6%～6.2%；磺化劑3.5%～8.9%；催化劑0.1%～0.15%；醛類(lèi)化合物4.3%～12.5%；胺類(lèi)化合物4%～10%；水2.88%～10.4%。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種混凝土減水劑的制備方法，其特征在于：所述的茶葉廢料為茶園修剪的枝葉、茶葉精制廠的茶灰、制取速溶茶或冰茶飲料后的茶渣、茶渣榨油后的茶餅...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉明華，張嬋，張玉清，劉以凡，李曉泉，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：福州大學(xué)，福建省博屹環(huán)保科技有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：福建,35