葡萄糖酸钠水剂生产及在混凝土中代替其粉剂的应用

郭均高,舒 滔,徐润秋*,陈建初*

(1.武汉工程大学机电工程学院,湖北 武汉 430074;2.武汉工程大学科技处,湖北 武汉 430074)

0 引 言

高效减水剂与缓凝剂复合使用以解决混凝土坍落度损失的方法是一种普遍被接受的方法[1-2].葡萄糖酸钠作为羟基羧酸类缓凝剂与高效减水剂复合使用,对延缓混凝土的凝结时间、减少坍落度损失、提高混凝土强度具有比较理想的效果[3].

葡萄糖酸钠在混凝土中的用量越来越大[4].从供求情况来看,还存在着品种单一,产品供求还受地域因素的影响.针对这一情况,笔者在葡萄糖酸钠粉剂产品生产与应用的基础上[5-8],试制出了一种葡萄糖酸钠水剂产品,并与粉剂在同一掺量使用的情况下对混凝土凝结时间、混凝土强度、水泥净浆性能等方面进行了应用研究比较,期望葡萄糖水剂产品达到代替其粉剂产品在混凝土中的应用效果.

1 生产工艺

1.1 原辅料

葡萄糖(口服级);烧碱(工业级).

1.2 多元金属催化剂

钯为主要的金属元素与活性碳组成(Bx-Pd/c),自制.

1.3 主要设备

10 m3容积氧化反应釜,立式型过滤机,非标型贮罐.

1.4 工艺过程

葡萄糖在多元金属催化剂的作用下,与氧气发生氧化反应,生成的葡萄糖酸与碱发生中和反应生成葡萄糖酸钠.滤出催化剂,得到葡萄糖酸钠水剂产品.

1.5 化学反应式

1.6 工艺流程

葡萄糖酸钠水剂工艺流程见图1.

图1 葡萄糖酸钠水剂工艺流程图

1.7 操作方法

将葡萄糖投入盛有催化剂和水的氧化釜中,加入适量烧碱.开机反应,控制工艺参数,用碘量法检测反应液中的残糖量,当葡萄糖的转化率达到99%时,反应到达终点.停机过滤,滤液即为葡萄糖酸钠水剂产品.

2 应用结果

2.1 产品测试结果

选取葡萄糖酸钠工业级企业标准[9]作参照分析比较,详见表1.

表1 葡萄糖酸钠水剂指标测试结果对照

2.2 水剂产品代替其粉剂应用效果

测试室依据GB8076-2008测试了葡萄糖酸钠水剂及其粉剂在同一掺量的情况下对混凝土凝结时间、强度、净浆性能影响的数据,分别见表2、表3、表4.

表2 葡萄糖酸钠水剂与其粉剂同一掺量对混凝土凝结时间的影响

表3 葡萄糖酸钠水剂与其粉剂同一掺量对混凝土强度的影响

表4 葡萄糖酸钠水剂与其粉剂同一掺量对水泥净浆性能的影响

从表2、表3、表4数据可知:葡萄糖酸钠水剂产品与其粉剂在同一掺量的情况下,对混凝土凝结时间、强度、净浆经时损失影响程度是相当的.

3 讨论

从结果中可以看出水剂产品与粉剂产品在混凝土中的应用效果相当,水剂产品完全可以取代粉剂产品并具有以下的优势.

3.1 生产设备简单

葡萄糖酸钠粉剂产品的生产过程主要有氧化、过滤、蒸发、结晶、离心、干燥、包装等八个操作单元系统,每个操作单元配有相应的单元设备,与蒸发系统相配套的还有锅炉设备.而葡萄糖酸钠水剂的生产设备主要是氧化釜、过滤机、贮罐,相比而言其设备投资可节省三分之二以上.

3.2 生产过程绿色环保

葡萄糖酸钠粉剂的生产有结晶过程,最终结晶分离后的母液主要含有葡萄糖、胶质、色素等成分,若得不到处理,也要排放部分废液.而水剂的全生产过程均无“三废”排出,属绿色过程.

3.3 产品成本低廉

葡萄糖酸钠粉剂生产过程有八个以上操作单元[7],而水剂产品只有二个操作单元.目前市场上葡萄糖酸钠的价格都在5 000元/吨以上,而水剂产品折干后比较,每吨要减少三分之一以上的费用.

3.4 生产周期短

葡萄糖酸钠粉剂的生产每批周期在3 d左右,而水剂生产每批的周期在8 h左右.

水剂产品具有一定的优势.但不便于长途运输,它适宜于公司自产自用为主,惠顾其它公司的发展模式,也适宜于其公司比较集中的地方投资建厂.

参考文献:

[1]冯乃谦.控制混凝土坍落度损失的新技术[J].施工技术,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]何廷树,胡延燕.泵送剂中葡萄糖酸钠掺量对混凝土性能的影响[J].混凝土,2006(4):32-33.

[4]陈建初,徐润秋.我国葡萄糖酸衍生物20年的发展[J].淀粉与淀粉糖,2008 (4):6-14.

[5]陈建初.葡萄糖酸及其催化氧化法的中试研究[J].淀粉与淀粉糖,1990(3):14-24.

[6]陈建初,刘丽华.葡萄糖酸盐类的开发研究[J].湖北医药导报,1988(6):14-18.

[7]陈建初,刘丽华.葡萄糖酸衍生物的开发研究[J].淀粉与淀粉糖,1989(3):14-19.

[8]陈述初,伍平凡,郭均高,等.葡萄糖酸钠水剂产品生产工艺研究[J].武汉工程大学学报,2008,30(3):22-24.

[9]北京市混凝土协会外加剂分会编.混凝土及混凝土外加剂相关标准汇编[G].北京:科学出版社,2003.