葡萄糖酸鈉水劑生產(chǎn)及在混凝土中代替其粉劑的應(yīng)用

郭均高,舒 滔,徐潤秋*,陳建初*

(1.武漢工程大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,湖北 武漢 430074;2.武漢工程大學(xué)科技處,湖北 武漢 430074)

0 引 言

高效減水劑與緩凝劑復(fù)合使用以解決混凝土坍落度損失的方法是一種普遍被接受的方法[1-2].葡萄糖酸鈉作為羥基羧酸類緩凝劑與高效減水劑復(fù)合使用,對延緩混凝土的凝結(jié)時間、減少坍落度損失、提高混凝土強(qiáng)度具有比較理想的效果[3].

葡萄糖酸鈉在混凝土中的用量越來越大[4].從供求情況來看,還存在著品種單一,產(chǎn)品供求還受地域因素的影響.針對這一情況,筆者在葡萄糖酸鈉粉劑產(chǎn)品生產(chǎn)與應(yīng)用的基礎(chǔ)上[5-8],試制出了一種葡萄糖酸鈉水劑產(chǎn)品,并與粉劑在同一摻量使用的情況下對混凝土凝結(jié)時間、混凝土強(qiáng)度、水泥凈漿性能等方面進(jìn)行了應(yīng)用研究比較,期望葡萄糖水劑產(chǎn)品達(dá)到代替其粉劑產(chǎn)品在混凝土中的應(yīng)用效果.

1 生產(chǎn)工藝

1.1 原輔料

葡萄糖(口服級);燒堿(工業(yè)級).

1.2 多元金屬催化劑

鈀為主要的金屬元素與活性碳組成(Bx-Pd/c),自制.

1.3 主要設(shè)備

10 m3容積氧化反應(yīng)釜,立式型過濾機(jī),非標(biāo)型貯罐.

1.4 工藝過程

葡萄糖在多元金屬催化劑的作用下,與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng),生成的葡萄糖酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成葡萄糖酸鈉.濾出催化劑,得到葡萄糖酸鈉水劑產(chǎn)品.

1.5 化學(xué)反應(yīng)式

1.6 工藝流程

葡萄糖酸鈉水劑工藝流程見圖1.

圖1 葡萄糖酸鈉水劑工藝流程圖

1.7 操作方法

將葡萄糖投入盛有催化劑和水的氧化釜中,加入適量燒堿.開機(jī)反應(yīng),控制工藝參數(shù),用碘量法檢測反應(yīng)液中的殘?zhí)橇?當(dāng)葡萄糖的轉(zhuǎn)化率達(dá)到99%時,反應(yīng)到達(dá)終點.停機(jī)過濾,濾液即為葡萄糖酸鈉水劑產(chǎn)品.

2 應(yīng)用結(jié)果

2.1 產(chǎn)品測試結(jié)果

選取葡萄糖酸鈉工業(yè)級企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[9]作參照分析比較,詳見表1.

表1 葡萄糖酸鈉水劑指標(biāo)測試結(jié)果對照

2.2 水劑產(chǎn)品代替其粉劑應(yīng)用效果

測試室依據(jù)GB8076-2008測試了葡萄糖酸鈉水劑及其粉劑在同一摻量的情況下對混凝土凝結(jié)時間、強(qiáng)度、凈漿性能影響的數(shù)據(jù),分別見表2、表3、表4.

表2 葡萄糖酸鈉水劑與其粉劑同一摻量對混凝土凝結(jié)時間的影響

表3 葡萄糖酸鈉水劑與其粉劑同一摻量對混凝土強(qiáng)度的影響

表4 葡萄糖酸鈉水劑與其粉劑同一摻量對水泥凈漿性能的影響

從表2、表3、表4數(shù)據(jù)可知:葡萄糖酸鈉水劑產(chǎn)品與其粉劑在同一摻量的情況下,對混凝土凝結(jié)時間、強(qiáng)度、凈漿經(jīng)時損失影響程度是相當(dāng)?shù)?

3 討論

從結(jié)果中可以看出水劑產(chǎn)品與粉劑產(chǎn)品在混凝土中的應(yīng)用效果相當(dāng),水劑產(chǎn)品完全可以取代粉劑產(chǎn)品并具有以下的優(yōu)勢.

3.1 生產(chǎn)設(shè)備簡單

葡萄糖酸鈉粉劑產(chǎn)品的生產(chǎn)過程主要有氧化、過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶、離心、干燥、包裝等八個操作單元系統(tǒng),每個操作單元配有相應(yīng)的單元設(shè)備,與蒸發(fā)系統(tǒng)相配套的還有鍋爐設(shè)備.而葡萄糖酸鈉水劑的生產(chǎn)設(shè)備主要是氧化釜、過濾機(jī)、貯罐,相比而言其設(shè)備投資可節(jié)省三分之二以上.

3.2 生產(chǎn)過程綠色環(huán)保

葡萄糖酸鈉粉劑的生產(chǎn)有結(jié)晶過程,最終結(jié)晶分離后的母液主要含有葡萄糖、膠質(zhì)、色素等成分,若得不到處理,也要排放部分廢液.而水劑的全生產(chǎn)過程均無“三廢”排出,屬綠色過程.

3.3 產(chǎn)品成本低廉

葡萄糖酸鈉粉劑生產(chǎn)過程有八個以上操作單元[7],而水劑產(chǎn)品只有二個操作單元.目前市場上葡萄糖酸鈉的價格都在5 000元/噸以上,而水劑產(chǎn)品折干后比較,每噸要減少三分之一以上的費(fèi)用.

3.4 生產(chǎn)周期短

葡萄糖酸鈉粉劑的生產(chǎn)每批周期在3 d左右,而水劑生產(chǎn)每批的周期在8 h左右.

水劑產(chǎn)品具有一定的優(yōu)勢.但不便于長途運(yùn)輸,它適宜于公司自產(chǎn)自用為主,惠顧其它公司的發(fā)展模式,也適宜于其公司比較集中的地方投資建廠.

參考文獻(xiàn):

[1]馮乃謙.控制混凝土坍落度損失的新技術(shù)[J].施工技術(shù),1998(2):30-32.

[2]Punkki J, Golaszewski J, Gjorv O E, et al.workability loss of high-stre concrete[J].ACI Materials Journal,1996,93(5):427-431.

[3]何廷樹,胡延燕.泵送劑中葡萄糖酸鈉摻量對混凝土性能的影響[J].混凝土,2006(4):32-33.

[4]陳建初,徐潤秋.我國葡萄糖酸衍生物20年的發(fā)展[J].淀粉與淀粉糖,2008 (4):6-14.

[5]陳建初.葡萄糖酸及其催化氧化法的中試研究[J].淀粉與淀粉糖,1990(3):14-24.

[6]陳建初,劉麗華.葡萄糖酸鹽類的開發(fā)研究[J].湖北醫(yī)藥導(dǎo)報,1988(6):14-18.

[7]陳建初,劉麗華.葡萄糖酸衍生物的開發(fā)研究[J].淀粉與淀粉糖,1989(3):14-19.

[8]陳述初,伍平凡,郭均高,等.葡萄糖酸鈉水劑產(chǎn)品生產(chǎn)工藝研究[J].武漢工程大學(xué)學(xué)報,2008,30(3):22-24.

[9]北京市混凝土協(xié)會外加劑分會編.混凝土及混凝土外加劑相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)匯編[G].北京:科學(xué)出版社,2003.