煤系减水剂的研制及其性能研究

【摘要】：混凝土外加剂是混凝土不可缺少的组分之一,而混凝土减水剂是混凝土外加剂中最主要的和最常用的部分,减水剂的技术水平可以概括整个外加剂的使用水平和发展状况。本文针对当前混凝土减水剂应用中存在的问题,诸如技术指标不能满足要求、价格昂贵或者由于使用减水剂而引起混凝土体积稳定性不良等,研制出功能性强、成本低且对混凝土无危害的高效减水剂NES。 本文对由煤制混凝土减水剂的化学工艺、应用于水泥和混凝土的性能进行了系统的研究。首先硝酸氧化降解褐煤以提高腐植酸含量,且引入硝基可促进磺化作用;碱抽提后再进行磺化反应,采用化学试剂A作为磺化剂,提高硝基腐植酸对水泥的分散效果。硝酸氧化降解反应和化学试剂A的磺化反应都进行了正交试验,优选出了最佳的实验条件。采用氢氧化钠溶液抽提硝化煤中的硝基腐植酸,之后不进行过滤直接磺化,缩短了工艺流程。从褐煤硝酸氧解产物NE、碱抽提后磺化所得产物ES与褐煤硝酸氧解后进行磺化所得产物NES对水泥净浆作用效果的比较,前两者对水泥颗粒的分散效果都不如NES的效果明显。由此证明了硝酸氧化降解反应对提高褐煤腐植酸含量作用的必要性,同时也证明了化学试剂A的磺化反应可以提高腐植酸对水泥颗粒的分散作用。 将研制出的NES高效减水剂应用于水泥,其对水泥颗粒有良好的分散作用;促进水泥水化,硬化后结构更加致密,早期强度得到提高;且引入封闭的微小气孔,改善水泥硬化结构。NES高效减水剂应用于混凝土,减水率达到15%;初凝时间延缓,终凝时间基本提前;提高混凝土硬化后的强度;掺加NES高效减水剂的混凝土其收缩率都比基准混凝土的收缩率小。 NES高效减水剂合成工艺流程简短,耗能少,对环境无污染。综合性能优良,应用于水泥、混凝土后取得良好的效果。