本發(fā)明涉及一種基于沼液制備混凝土增效劑的方法，屬于混凝土增效劑技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
混凝土是目前使用量最大的建筑材料，混凝土技術(shù)伴隨著國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)和低碳節(jié)能的政策要求不斷向前發(fā)展，降低混凝土生產(chǎn)過(guò)程的能耗勢(shì)在必行。研究發(fā)現(xiàn)混凝土中有接近20%的水泥未能水化，僅作為填充材料，這既造成膠凝材料的浪費(fèi)，也導(dǎo)致水泥不能充分發(fā)揮其強(qiáng)度作用。因此，如何充分利用水泥資源，對(duì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展有非凡的意義。
沼液中含有豐富的氮、磷、鉀、各類(lèi)氨基酸、維生素、蛋白質(zhì)、赤霉素、生長(zhǎng)素、糖類(lèi)、核酸以及抗生素等，以及丁酸、吲哚乙酸、維生素B12等活性抗性物質(zhì)，因此有著促進(jìn)作物生長(zhǎng)和控制病害發(fā)生的雙重作用，沼液傳統(tǒng)上被人們用作肥料施加于土地中提高土壤肥效，但沼液中的重金屬易對(duì)土壤造成污染，且沼液的價(jià)值未被充分利用。
混凝土增效劑屬于混凝土外加劑，可以使未充分反應(yīng)的水泥充分反應(yīng)，在保障混凝土的基本性能及強(qiáng)度的同時(shí)減少水泥用量，改善新伴混凝土工作性能。雖然目前水泥增效劑的使用頗多，其可以將沒(méi)有被充分利用的水泥節(jié)省下來(lái)的同時(shí)又能保障混凝土的基本性能及強(qiáng)度，但現(xiàn)有的混凝土增效劑多用聚醚大單體為原料，原料獲得途徑困難，制備過(guò)程和最終產(chǎn)品的環(huán)保性能差，容易造成環(huán)境污染，這與建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)背道而馳。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)現(xiàn)有的混凝土增效劑多用聚醚大單體為原料，原料獲得途徑困難，制備過(guò)程和最終產(chǎn)品的環(huán)保性能差，容易造成環(huán)境污染的問(wèn)題，提供了一種利用乳酸和馬來(lái)酸酐改性沼液中的木質(zhì)素及纖維素，通過(guò)沸石吸附沼液中的重金屬，再去除重金屬的同時(shí)，又形成催化劑，沼液中改性后的木質(zhì)素、纖維素及不飽和脂肪酸，在催化劑、鏈轉(zhuǎn)移劑2-疏基丙酸及引發(fā)劑過(guò)硫酸銨的作用下，與聚氧乙烯醚進(jìn)行反應(yīng)及自身聚合，形成混凝土增效劑基液，再與增效劑三乙醇胺等混合，制得混凝土增效劑的方法，本發(fā)明充分利用沼液中的重金屬、木質(zhì)素、纖維素及不飽和脂肪酸作為原料，同時(shí)利用沼液中的有機(jī)磷作為促進(jìn)劑，提高混凝土增效劑效果，沼液中豐富的醇胺類(lèi)物質(zhì)，增加混凝土增效劑與水泥顆粒的吸附和重構(gòu)效應(yīng)的原理，有效解決了現(xiàn)有的混凝土增效劑多用聚醚大單體為原料，原料獲得途徑困難，制備過(guò)程和最終產(chǎn)品的環(huán)保性能差，容易造成環(huán)境污染的問(wèn)題，充分實(shí)現(xiàn)了沼液廢棄物的資源化利用，且本發(fā)明制得的混凝土增效劑能有效改善混凝土和易性、保坍性，提高了混凝土強(qiáng)度，提升混凝土的綜合性能。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
（1）按重量份數(shù)計(jì)，取60～70份沼液、15～22份乳酸及14～19份馬來(lái)酸酐，放入容器中，使用氮?dú)鈱⑷萜髦械目諝馀懦?，密封容器，室溫下靜置1～2天，再將容器放入頻率為400～450MHz的微波爐中加熱10～15min，自然冷卻至室溫，將容器取出，對(duì)容器中的混合物進(jìn)行過(guò)濾，收集濾液；
（2）將上述濾液與其質(zhì)量10～15％的200目沸石顆粒放入攪拌機(jī)中，以150r/min攪拌5～10min后，靜置40～50min，收集攪拌機(jī)中的混合物，按重量份數(shù)計(jì)，取50～60份攪拌機(jī)中的混合物、8～11份聚氧乙烯醚、4～6份2-疏基丙酸及4～7份過(guò)硫酸銨，放入反應(yīng)釜中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，以150r/min攪拌混合10～15min；
（3）在上述攪拌混合后，升溫至50～55℃，攪拌反應(yīng)4～6h，再自然冷卻至室溫，收集出料物，并將出料物放入離心機(jī)中，以1100r/min離心10～15min，收集上清液，并將上清液放入真空濃縮罐中濃縮至原體積的60～70％，收集濃縮液，得混凝土增效劑基液；
（4）按重量份數(shù)計(jì)，取60～65份上述混凝土增效劑基液、15～18份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％雙氧水、6～8份焦磷酸鈉及17～19份三乙醇胺，放入攪拌機(jī)中，以200r/min攪拌15～20min，收集混合物，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)混合物pH至中性，即可得混凝土增效劑。
本發(fā)明的應(yīng)用方法：按重量份數(shù)計(jì)，依次取125～140份硅酸鹽水泥，60～65份粉煤灰，110～120份去離子水，400～500份天然河沙，600～700份碎石，0.9～1.1份本發(fā)明制備的混凝土增效劑，混合均勻后澆注，即可，經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明制備的混凝土增效劑同傳統(tǒng)混凝土增效劑相比可節(jié)約水泥用量20～25%，泌水率為0～15%，28天后混凝土抗壓強(qiáng)度為48～54MPa，可減少坍落度損失45～60%。
本發(fā)明的有益效果是：
（1）本發(fā)明制備的混凝土增效劑可以有效改善混凝土拌合物和易性，提高混凝土的強(qiáng)度，提升混凝土的綜合性能；
（2）本發(fā)明制備的混凝土增效劑，無(wú)刺激性氣味，無(wú)毒，高效環(huán)保，充分利用了沼液資源。
具體實(shí)施方式
按重量份數(shù)計(jì)，取60～70份沼液、15～22份乳酸及14～19份馬來(lái)酸酐，放入容器中，使用氮?dú)鈱⑷萜髦械目諝馀懦?，密封容器，室溫下靜置1～2天，再將容器放入頻率為400～450MHz的微波爐中加熱10～15min，自然冷卻至室溫，將容器取出，對(duì)容器中的混合物進(jìn)行過(guò)濾，收集濾液；將上述濾液與其質(zhì)量10～15％的200目沸石顆粒放入攪拌機(jī)中，以150r/min攪拌5～10min后，靜置40～50min，收集攪拌機(jī)中的混合物，按重量份數(shù)計(jì)，取50～60份攪拌機(jī)中的混合物、8～11份聚氧乙烯醚、4～6份2-疏基丙酸及4～7份過(guò)硫酸銨，放入反應(yīng)釜中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，以150r/min攪拌混合10～15min；在上述攪拌混合后，升溫至50～55℃，攪拌反應(yīng)4～6h，再自然冷卻至室溫，收集出料物，并將出料物放入離心機(jī)中，以1100r/min離心10～15min，收集上清液，并將上清液放入真空濃縮罐中濃縮至原體積的60～70％，收集濃縮液，得混凝土增效劑基液；按重量份數(shù)計(jì)，取60～65份上述混凝土增效劑基液、15～18份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％雙氧水、6～8份焦磷酸鈉及17～19份三乙醇胺，放入攪拌機(jī)中，以200r/min攪拌15～20min，收集混合物，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)混合物pH至中性，即可得混凝土增效劑。
實(shí)例1
按重量份數(shù)計(jì)，取60份沼液、15份乳酸及14份馬來(lái)酸酐，放入容器中，使用氮?dú)鈱⑷萜髦械目諝馀懦?，密封容器，室溫下靜置1天，再將容器放入頻率為400MHz的微波爐中加熱10min，自然冷卻至室溫，將容器取出，對(duì)容器中的混合物進(jìn)行過(guò)濾，收集濾液；將上述濾液與其質(zhì)量10％的200目沸石顆粒放入攪拌機(jī)中，以150r/min攪拌5min后，靜置40min，收集攪拌機(jī)中的混合物，按重量份數(shù)計(jì)，取50份攪拌機(jī)中的混合物、8份聚氧乙烯醚、4份2-疏基丙酸及4份過(guò)硫酸銨，放入反應(yīng)釜中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，以150r/min攪拌混合10min；在上述攪拌混合后，升溫至50℃，攪拌反應(yīng)4h，再自然冷卻至室溫，收集出料物，并將出料物放入離心機(jī)中，以1100r/min離心10min，收集上清液，并將上清液放入真空濃縮罐中濃縮至原體積的60％，收集濃縮液，得混凝土增效劑基液；按重量份數(shù)計(jì)，取60份上述混凝土增效劑基液、15份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％雙氧水、6份焦磷酸鈉及17份三乙醇胺，放入攪拌機(jī)中，以200r/min攪拌15min，收集混合物，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)混合物pH至中性，即可得混凝土增效劑。
按重量份數(shù)計(jì)，依次取125份硅酸鹽水泥，60份粉煤灰，110份去離子水，400份天然河沙，600份碎石，0.9份本發(fā)明制備的混凝土增效劑，混合均勻后澆注，即可，經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明制備的混凝土增效劑同傳統(tǒng)混凝土增效劑相比可節(jié)約水泥用量20%，泌水率為0%，28天后混凝土抗壓強(qiáng)度為48MPa，可減少坍落度損失45%。
實(shí)例2
按重量份數(shù)計(jì)，取70份沼液、22份乳酸及19份馬來(lái)酸酐，放入容器中，使用氮?dú)鈱⑷萜髦械目諝馀懦?，密封容器，室溫下靜置2天，再將容器放入頻率為450MHz的微波爐中加熱15min，自然冷卻至室溫，將容器取出，對(duì)容器中的混合物進(jìn)行過(guò)濾，收集濾液；將上述濾液與其質(zhì)量15％的200目沸石顆粒放入攪拌機(jī)中，以150r/min攪拌10min后，靜置50min，收集攪拌機(jī)中的混合物，按重量份數(shù)計(jì)，取60份攪拌機(jī)中的混合物、11份聚氧乙烯醚、6份2-疏基丙酸及7份過(guò)硫酸銨，放入反應(yīng)釜中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，以150r/min攪拌混合15min；在上述攪拌混合后，升溫至55℃，攪拌反應(yīng)6h，再自然冷卻至室溫，收集出料物，并將出料物放入離心機(jī)中，以1100r/min離心15min，收集上清液，并將上清液放入真空濃縮罐中濃縮至原體積的70％，收集濃縮液，得混凝土增效劑基液；按重量份數(shù)計(jì)，取65份上述混凝土增效劑基液、18份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％雙氧水、8份焦磷酸鈉及19份三乙醇胺，放入攪拌機(jī)中，以200r/min攪拌20min，收集混合物，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)混合物pH至中性，即可得混凝土增效劑。
按重量份數(shù)計(jì)，依次取140份硅酸鹽水泥，65份粉煤灰，120份去離子水，500份天然河沙，700份碎石，1.1份本發(fā)明制備的混凝土增效劑，混合均勻后澆注，即可，經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明制備的混凝土增效劑同傳統(tǒng)混凝土增效劑相比可節(jié)約水泥用量25%，泌水率為15%，28天后混凝土抗壓強(qiáng)度為54MPa，可減少坍落度損失60%。
實(shí)例3
按重量份數(shù)計(jì)，取65份沼液、18份乳酸及17份馬來(lái)酸酐，放入容器中，使用氮?dú)鈱⑷萜髦械目諝馀懦?，密封容器，室溫下靜置2天，再將容器放入頻率為425MHz的微波爐中加熱13min，自然冷卻至室溫，將容器取出，對(duì)容器中的混合物進(jìn)行過(guò)濾，收集濾液；將上述濾液與其質(zhì)量13％的200目沸石顆粒放入攪拌機(jī)中，以150r/min攪拌8min后，靜置45min，收集攪拌機(jī)中的混合物，按重量份數(shù)計(jì)，取55份攪拌機(jī)中的混合物、9份聚氧乙烯醚、5份2-疏基丙酸及6份過(guò)硫酸銨，放入反應(yīng)釜中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，以150r/min攪拌混合13min；在上述攪拌混合后，升溫至53℃，攪拌反應(yīng)5h，再自然冷卻至室溫，收集出料物，并將出料物放入離心機(jī)中，以1100r/min離心13min，收集上清液，并將上清液放入真空濃縮罐中濃縮至原體積的65％，收集濃縮液，得混凝土增效劑基液；按重量份數(shù)計(jì)，取63份上述混凝土增效劑基液、17份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％雙氧水、7份焦磷酸鈉及18份三乙醇胺，放入攪拌機(jī)中，以200r/min攪拌18min，收集混合物，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)混合物pH至中性，即可得混凝土增效劑。
按重量份數(shù)計(jì)，依次取132份硅酸鹽水泥，63份粉煤灰，115份去離子水，450份天然河沙，650份碎石，1份本發(fā)明制備的混凝土增效劑，混合均勻后澆注，即可，經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明制備的混凝土增效劑同傳統(tǒng)混凝土增效劑相比可節(jié)約水泥用量23%，泌水率為8%，28天后混凝土抗壓強(qiáng)度為51MPa，可減少坍落度損失53%。