本發(fā)明公開了一種利用廢棄聚丙烯塑料制備混凝土增效劑的方法，屬于混凝土外加劑制備技術領域。

背景技術：

混凝土是由水泥膠凝材料、顆粒狀集料(也稱為骨料)和水按一定比例配制，經(jīng)均勻攪拌，密實成型，養(yǎng)護硬化而成的一種人工石材。其具有原料豐富，價格低廉，生產(chǎn)工藝簡單的特點，是當代最主要的土木工程材料之一。同時混凝土還具有抗壓強度高，耐久性好，強度等級范圍寬等特點。這些特點使其使用范圍十分廣泛，不僅在各種土木工程中使用，就是造船業(yè)、機械工業(yè)、海洋的開發(fā)、地熱工程等，混凝土也是重要的材料。

在未來的幾十年內(nèi)，混凝土仍將會是最重要的工程結構材料之一，尤其對于處于轉型期的當代中國而言，由于基建規(guī)模高于世界平均水平，混凝土的重要性不言而喻。在建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的背景下，混凝土產(chǎn)業(yè)勢必向低碳、綠色環(huán)保方向發(fā)展。在常規(guī)的環(huán)境下混凝土中有將近20%的水泥沒有完全水化，只是起到填充的作用，不能被有效分散，發(fā)生化學反應，實際屬于未充分反應的水泥，無法有效發(fā)揮水泥的效用。另外一方面，由于不同的減水劑對水泥的吸附影響機理不同，減水劑在加入到一定程度后對混凝土就很難再起作用，其經(jīng)濟性和施工性能難以保障?；炷猎鲂儆诨炷镣饧觿?，可以使未充分反應的水泥充分反應，在保障混凝土的基本性能及強度的同時減少水泥用量，改善新拌混凝土工作性能。

現(xiàn)有的混凝土增效劑在應用過程中會出現(xiàn)混凝土包裹性不好、強度低、混凝土抗?jié)B性差且現(xiàn)有的混凝土增效劑貯藏穩(wěn)定性差，產(chǎn)品儲存周期短，影響增效劑的使用范圍。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術問題：針對目前現(xiàn)有的混凝土增效劑在應用過程中會出現(xiàn)混凝土包裹性不好、強度低、混凝土抗?jié)B性差的問題，提供一種利用廢棄聚丙烯塑料制備混凝土增效劑的方法，該方法首先將粉碎過篩后的廢棄聚丙烯塑料顆粒與硝酸溶液攪拌加熱，過濾將濾渣與焦磷酸鈉混合后保溫反應，再將得到的混合物經(jīng)冷凍處理后與鋼球球磨并過篩，得到改性廢棄聚丙烯塑料顆粒，將其與己烷、乳酸、鈀碳催化劑攪拌反應，再將出料物經(jīng)離心處理，將得到的上清液與三乙醇胺、氨基酸螯合鈣攪拌并調(diào)節(jié)pH，即可得混凝土增效劑，本發(fā)明制備工藝簡便，使用本發(fā)明混凝土增效劑后的混凝土包裹性好，強度高，混凝土抗?jié)B性好，且該混凝土增效劑的貯藏穩(wěn)定性較好，易于長期儲存，具有廣闊的應用市場。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是：

（1）取廢棄聚丙烯塑料放入粉碎機中進行粉碎，過200目篩，收集過篩顆粒，將過篩顆粒與質量分數(shù)為10%硝酸溶液放入容器內(nèi)，攪拌均勻，對容器加熱至115～125℃，保溫40～50min，再趁熱過濾，將濾渣與其質量2～4%的焦磷酸鈉混合均勻，放入馬弗爐中，使用氮氣保護，設定溫度為176～185℃，保溫1～2h；

（2）在上述保溫結束后，自然冷卻至室溫，將馬弗爐中的混合物取出，放入液氮冷凍機中，設定溫度-40～-30℃，冷凍處理2～4min，隨后將冷凍物放入球磨機中，按球料比10:1，加入鋼球，球磨19～27min，將球磨混合物過200目篩，得改性廢棄聚丙烯塑料顆粒；

（3）按重量份數(shù)計，取40～43份上述改性廢棄聚丙烯塑料顆粒、24～34份己烷、9～13份乳酸、4～8份硅酸鈉、1～2份十二烷基磺酸鈉及0.6～0.9份鈀碳催化劑，放入高壓反應釜中，使用氮氣將反應釜中空氣排出，并升壓至0.7～0.9MPa，設定溫度為105～115℃，以160r/min攪拌反應3～6h；

（4）待上述反應結束后，自然冷卻至室溫，再進行出料，將出料物放入離心機中，以2000r/min離心10～15min，取上清液，按重量份數(shù)計，取39～43份上清液、11～13份三乙醇胺及4～6份氨基酸螯合鈣，攪拌均勻，使用質量分數(shù)為30%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至8.0～8.5，即可得混凝土增效劑。

本發(fā)明的應用方法是：將本發(fā)明制得的混凝土增效劑按膠凝材料質量的0.3～0.5%摻入到拌好的混凝土中，隨后攪拌均勻并澆筑成形，再靜置養(yǎng)護1～3天即可。經(jīng)檢測，使用本發(fā)明混凝土增效劑后，有效節(jié)約原料水泥用量的15～20%，同時混凝土的強度提高了8～12MPa，混凝土抗?jié)B性較原先提高2～3倍，且混凝土增效劑儲藏穩(wěn)定性好，儲藏周期較原先延長了2～4年。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）本發(fā)明的混凝土增效劑能夠提高混凝土的強度等級，減少了水泥的用量，提高了混凝土的抗?jié)B性，且增效劑本身貯藏穩(wěn)定性好，產(chǎn)品易于長期儲存；

（2）本發(fā)明利用廢棄原料制備混凝土增效劑，有效利用了資源同時節(jié)約了成本，且充分利用了廢棄聚丙烯塑實現(xiàn)了廢棄物的充分利用。

具體實施方式

首先取廢棄聚丙烯塑料放入粉碎機中進行粉碎，過200目篩，收集過篩顆粒，將過篩顆粒與質量分數(shù)為10%硝酸溶液放入容器內(nèi)，攪拌均勻，對容器加熱至115～125℃，保溫40～50min，再趁熱過濾，將濾渣與其質量2～4%的焦磷酸鈉混合均勻，放入馬弗爐中，使用氮氣保護，設定溫度為176～185℃，保溫1～2h；隨后在上述保溫結束后，自然冷卻至室溫，將馬弗爐中的混合物取出，放入液氮冷凍機中，設定溫度-40～-30℃，冷凍處理2～4min，隨后將冷凍物放入球磨機中，按球料比10:1，加入鋼球，球磨19～27min，將球磨混合物過200目篩，得改性廢棄聚丙烯塑料顆粒；再按重量份數(shù)計，取40～43份上述改性廢棄聚丙烯塑料顆粒、24～34份己烷、9～13份乳酸、4～8份硅酸鈉、1～2份十二烷基磺酸鈉及0.6～0.9份鈀碳催化劑，放入高壓反應釜中，使用氮氣將反應釜中空氣排出，并升壓至0.7～0.9MPa，設定溫度為105～115℃，以160r/min攪拌反應3～6h；待上述反應結束后，自然冷卻至室溫，再進行出料，將出料物放入離心機中，以2000r/min離心10～15min，取上清液，按重量份數(shù)計，取39～43份上清液、11～13份三乙醇胺及4～6份氨基酸螯合鈣，攪拌均勻，使用質量分數(shù)為30%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至8.0～8.5，即可得混凝土增效劑。

實例1

首先取廢棄聚丙烯塑料放入粉碎機中進行粉碎，過200目篩，收集過篩顆粒，將過篩顆粒與質量分數(shù)為10%硝酸溶液放入容器內(nèi)，攪拌均勻，對容器加熱至115℃，保溫40min，再趁熱過濾，將濾渣與其質量2%的焦磷酸鈉混合均勻，放入馬弗爐中，使用氮氣保護，設定溫度為176℃，保溫1h；隨后在上述保溫結束后，自然冷卻至室溫，將馬弗爐中的混合物取出，放入液氮冷凍機中，設定溫度-40℃，冷凍處理2min，隨后將冷凍物放入球磨機中，按球料比10:1，加入鋼球，球磨19min，將球磨混合物過200目篩，得改性廢棄聚丙烯塑料顆粒；再按重量份數(shù)計，取40份上述改性廢棄聚丙烯塑料顆粒、24份己烷、9份乳酸、4份硅酸鈉、1份十二烷基磺酸鈉及0.6份鈀碳催化劑，放入高壓反應釜中，使用氮氣將反應釜中空氣排出，并升壓至0.7MPa，設定溫度為105℃，以160r/min攪拌反應3h；待上述反應結束后，自然冷卻至室溫，再進行出料，將出料物放入離心機中，以2000r/min離心10min，取上清液，按重量份數(shù)計，取39份上清液、11份三乙醇胺及4份氨基酸螯合鈣，攪拌均勻，使用質量分數(shù)為30%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至8.0，即可得混凝土增效劑。

本實例操作簡便，使用時，將本發(fā)明制得的混凝土增效劑按膠凝材料質量的0.3%摻入到拌好的混凝土中，隨后攪拌均勻并澆筑成形，再靜置養(yǎng)護1天即可。經(jīng)檢測，使用本發(fā)明混凝土增效劑后，有效節(jié)約原料水泥用量的15%，同時混凝土的強度提高了8MPa，混凝土抗?jié)B性較原先提高2倍，且混凝土增效劑儲藏穩(wěn)定性好，儲藏周期較原先延長了2年。

實例2

首先取廢棄聚丙烯塑料放入粉碎機中進行粉碎，過200目篩，收集過篩顆粒，將過篩顆粒與質量分數(shù)為10%硝酸溶液放入容器內(nèi)，攪拌均勻，對容器加熱至120℃，保溫45min，再趁熱過濾，將濾渣與其質量3%的焦磷酸鈉混合均勻，放入馬弗爐中，使用氮氣保護，設定溫度為181℃，保溫1.5h；隨后在上述保溫結束后，自然冷卻至室溫，將馬弗爐中的混合物取出，放入液氮冷凍機中，設定溫度-35℃，冷凍處理3min，隨后將冷凍物放入球磨機中，按球料比10:1，加入鋼球，球磨23min，將球磨混合物過200目篩，得改性廢棄聚丙烯塑料顆粒；再按重量份數(shù)計，取41份上述改性廢棄聚丙烯塑料顆粒、29份己烷、11份乳酸、6份硅酸鈉、1.5份十二烷基磺酸鈉及0.8份鈀碳催化劑，放入高壓反應釜中，使用氮氣將反應釜中空氣排出，并升壓至0.8MPa，設定溫度為110℃，以160r/min攪拌反應5h；待上述反應結束后，自然冷卻至室溫，再進行出料，將出料物放入離心機中，以2000r/min離心13min，取上清液，按重量份數(shù)計，取41份上清液、12份三乙醇胺及5份氨基酸螯合鈣，攪拌均勻，使用質量分數(shù)為30%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至8.3，即可得混凝土增效劑。

本實例操作簡便，使用時，將本發(fā)明制得的混凝土增效劑按膠凝材料質量的0.4%摻入到拌好的混凝土中，隨后攪拌均勻并澆筑成形，再靜置養(yǎng)護2天即可。經(jīng)檢測，使用本發(fā)明混凝土增效劑后，有效節(jié)約原料水泥用量的18%，同時混凝土的強度提高了10MPa，混凝土抗?jié)B性較原先提高2.5倍，且混凝土增效劑儲藏穩(wěn)定性好，儲藏周期較原先延長了3年。

實例3

首先取廢棄聚丙烯塑料放入粉碎機中進行粉碎，過200目篩，收集過篩顆粒，將過篩顆粒與質量分數(shù)為10%硝酸溶液放入容器內(nèi)，攪拌均勻，對容器加熱至125℃，保溫50min，再趁熱過濾，將濾渣與其質量4%的焦磷酸鈉混合均勻，放入馬弗爐中，使用氮氣保護，設定溫度為185℃，保溫2h；隨后在上述保溫結束后，自然冷卻至室溫，將馬弗爐中的混合物取出，放入液氮冷凍機中，設定溫度-30℃，冷凍處理4min，隨后將冷凍物放入球磨機中，按球料比10:1，加入鋼球，球磨27min，將球磨混合物過200目篩，得改性廢棄聚丙烯塑料顆粒；再按重量份數(shù)計，取43份上述改性廢棄聚丙烯塑料顆粒、34份己烷、13份乳酸、8份硅酸鈉、2份十二烷基磺酸鈉及0.9份鈀碳催化劑，放入高壓反應釜中，使用氮氣將反應釜中空氣排出，并升壓至0.9MPa，設定溫度為115℃，以160r/min攪拌反應6h；待上述反應結束后，自然冷卻至室溫，再進行出料，將出料物放入離心機中，以2000r/min離心15min，取上清液，按重量份數(shù)計，取43份上清液、13份三乙醇胺及6份氨基酸螯合鈣，攪拌均勻，使用質量分數(shù)為30%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至8.5，即可得混凝土增效劑。

本實例操作簡便，使用時，將本發(fā)明制得的混凝土增效劑按膠凝材料質量的0.5%摻入到拌好的混凝土中，隨后攪拌均勻并澆筑成形，再靜置養(yǎng)護3天即可。經(jīng)檢測，使用本發(fā)明混凝土增效劑后，有效節(jié)約原料水泥用量的20%，同時混凝土的強度提高了12MPa，混凝土抗?jié)B性較原先提高3倍，且混凝土增效劑儲藏穩(wěn)定性好，儲藏周期較原先延長了4年。