Способ получения комплексной добавки для бетонной смеси

 

Изобретение относится к химическим добавкам для регулирования свойств бетонных смесей и бетонов и может быть использовано в лесохимической промышленности при переработке живицы. Цель изобретения - повышение стабильности добавки и исключение загрязнения окружающей среды. В процессе обработки жидкие отходы канифольно-терпентинного производства омыляют гидроокисью натрия или калия до PH 9,0 - 10,0 при 80 - 100°С, затем полученный продукт упаривают при 130 - 170°С и давлении 0,4 - 0,8 МПа до концентрации сухих веществ 20 - 60%. Образующийся при этом острый пар направляют на плавление живицы. После упаривания производят смешение отхода с остальными компонентами комплексной добавки при их соотношении (по сухому веществу), мас.%: омыленный жидкий отход канифольно-терпентинного производства 78,0 - 92,0

гидроокись натрия 0,8 - 3,5

технические лигносульфонаты 2,5 - 7,5

фосфат натрия 4,7 - 4,0. Полученная добавка не расслаивается в процессе хранения, стойкость образующейся пены 60 - 130 мин.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5i)5 С 04 В 24/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4630321/33 (22) 02. 01.89 (46) 23. 08. 91. Бюл. У 31 (71) Центральный научно-исследователь ский и проектный институт лесохимической промьппленности (72) Т.В.Захарова, Б.А.Радбиль, В.В.Мороз, С.И.Клименко, В.И.Ерохин и А.П.Сергиенко (53) 666.972.16(088.8) (56) Гордон Л.В. и др. Технология и оборудование лесохимических производств. — М.: Лесная промьппленность, 1969, с. 266-276.

Авторское свидетельство СССР

У 1135731, кл. С 04 В 24/00, 1983. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ

ДОБАВКИ ДЛЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ (57) Изобретение относится к химическим добавкам для регулирования свойств бетонных смесей и бетонов и может быть использовано в лесохимической промышленности при перераИзобретение относится к химическим добавкам для регулирования свойств бетонных смесей и бетонов и может быть использовано в лесохимической промышпенностн прн переработке живицы °

Цель иэобретения — повышение стабильности добавки и исключение загрязнения окружающей среды, Для приготовления комплексной добавки используют жидкие отходы канифольно-терпентинного производства в виде водно-грязевого отстоя„ гидроÄÄSUÄÄ 1671634 A 1

2 ботке живицы. Цель изобретения— повышение стабильности добавки и исключение загрязнения окружающей среды. В процессе обработки жидкие отходы канифольно-терпентинного производства омыляют гидроокисью натрия или калия до рН 9,0-10,0 при 80100 С затем полученный продукт упаУ о ривают при 130-170 С н давлении 0,40,8 МПа до концентрации сухих веществ 20-60Х. Образующийся при этом острый пар направляют на плавление живицы. После упаривания производят смешение отхода с остальными компонентами комплексной добавки при их соотношении (по сухому веществу) мас.7: омыленный жидкий отход канифольно-терпентинного производства

78,0-92,0; гидроокись натрия 0,8-3,5; технические лигносульфонаты 2,5-7,5; фосфат натрия 4,7-4,0. Полученная добавка не расслаивается в процессе хранения, стойкость образующейся пены 60-130 мин. окиси натрия и калия, лигносульфонаты технические, фосфат натрия.

Водно-грязевой отстой канифольно. терпентинного производства (КТП), который является сырьем для получения основного компонента комплексной добавки для бетонной смеси, содержит смоляные кислоты (канифоль), терпеновые углеводороды и спирты (скипидар), фосфаты, катамин АБ и продукты его взаимодействия со смоляными кислотами и лигносульфонатами, остатки стимуляторов подсочки (серная кисло1 "71б34 та, каустик, хлорная известь, сульфитно-спиртовая барда, компоненты дрожжей и т.д.), а также водорастворимые вещества живицы -белки, таннины, углеводы и др. Причем качественный и количественный состав отстоя непостоянный и зависит от места и способа заготовки живицы, ее природы, технологии ведения процесса переработки живицы, Комплексная добавка для бетонной смеси представляет собой сложную термодинамически неустойчивую коллоидную систему, в которой присутс гвуют нагриевые (калиевые) соли смоляных кислот, гидрооксид и фосфат натрия, лигносульфонаты, а также другие растворимые в воде неорганические (серная кислота, хлорная известь и др.) и органические остатки стимуляторов, катамина АБ и продукты его взаимодействия, углеводы, белки, теннины и др. примеси живицы. Стабильность же такой системы, как известно, существенно зависит от гостава среды, ее кислотности, наличия способствующих коагуляции коллоидных частиц примесей, в частности бел-ков и т.д. При получении комплексной побавки по известному способу, "до ко:тичество необходимой для омыленин щелочи ограничивается по кислотному числу, а упаривзние — температурой 100-105 С не всегда создается a требуем и для получения стабильной

35 коллоидной системы среда, так как возможно образование избыточных ионов и остаются неразрушенными органические в щества, способствующие нарушению стабильности продукта.

Образующиеся при упаривании по

«чзкес гному способу пары конденсируют< .н, а «ода из-за присутствия в ней скипидара о падает высоким ХПК и за45 грязняет окружающую среду, требуя дорогостоящей очистки.

При реализации предлагаемого способа жидкие отходы канифольно-терпентинного производства обрабатывают щелочью до рН 9-10, омыленную массу

50 стабилизируют при 130-170 С (давление 0,4-0,8 МПа) с одновременной отгонкой избытка воды и скипидара.

Упаривание в этих условиях ведут до тех пор, пока остаток не будет содержать 20-60Х сухих веществ. Остаток после уларивания смешивают с целевыми добакками — техническими лигносульфонатами, гидроксидом и фосфатом натрия, а образующуюся пароскипидарную смесь направляют на плавление живицы в качестве острого пара в том же процессе переработки живицы, где получаются жидкие отходы (водно-грязевой отстой), используемый для получения комплексной добавки, От рН комплексной добавки зависит ее стабильность и в заявленных пределах рН она всегда является однородной устойчивой массой, так как основной компонент ее — натриевые (калиевые) соли смоляных кислот как соль слабой кислоты и сильного основания имеет рН перехода в области 9-10, При рН больше 10 и меньше 9 происходит коагуляция коллоидного раствора из-за появления избытка положительных (Н>О ) или отрицательных (ОН ) ионов, Смесь натриевьтх (калиевых) солей смоляных кислот и едкого натра о6ладает свойствами буферной смеси, а буферная емкость ее такова, что необходимое для образования комплексной добавки введение едкого натра, технических лигносульфонатов к фосфата натрия не приводит к изменению первоначального значения рН среды, а именно 9-10.

Стабилизации комплексной добавки способствует также ее нагревание при о

130-170 С,. так как в этом интервале температур происходит разложение или видоизменение присутствующих в ней органических примесей, привносимых с живицей. Температура выше 170 С нежелательна по энер«гетическим соображениям, а ниже 130 С вЂ” не приводит к необходимому эффекту — стабилизапии продукта. Получаемый при этом пар (смесь паров воды и скипидара) с высокими параметрами позволяет вернуть его в процесс переработки живицы на ее плавление в качестве острого пара, получаемого ранее специально из чистой воды, и исключить потери скипидара.

Пример 1.В реактор, снабженный мешалкой, обратным холодильником Й.рубашкой для обогрева, загружают 130 кг жидких отходов КТП. Содержимое реактора нагревают до 80 С б и при постоянном перемешивании дозируют едкий натр. Омыпение ведут до рН раствора 9, при этом масса израсходованного на реакцию едкого натра сост:;.ляет 4 кг. Омыленный раствор

167!6 направляют в выпарной аппарат, где при 130 С и давлении 0,4 МПа (4 атм) нагревают его до тех пор, пока массовая доля сухих веществ в остатке не будет 307.. Образующуюся при этом пароскипидарную смесь (100 кг) с температурой 130 С и давлением 0,4 МПа

0 подают на плавление живицы. Сточной воды не образуется. Кубовый остаток (34 кг) охлаждают до 80 С и добавляют 1,0 кг технических лигносульфонатов (ЛСТ), 0,3 кг гидрооксида натрия и 1,0 кг фосфата натрия. Смесь тщательно перемешивают в течение 1 ч.

Полученный готовый продукт — комплексная добавка для бетонной смеси — имеет следующие показатели качества: однородная подвижная масса темно-коричневого цвета, расслаивания или вы- 20 падения осадка не наблюдается, пенообразование 80 мп, стойкость образующейся пены 130 мин.

Пример 2. Все как в примере

1, но омыпение ведут едким кали до 25 рИ раствора 10,0, при этом масса едкого кали составляет 5,6 кг. Нагревание осуществляют при температуре

170 С и давлении 0,8 МПа. Получают

111,6 кг пароскипидарной смеси с па- 3р раметрами 170 С и 0,8 МПа, которую подают на плавление живицы,- Сточной воды не образуется. В кубовый ост»ток от выпаривания (24 кг с массовой долей сухих веществ 507) добавляют 35 после охлаждения 1,2 кг ЛСТ, 0,3 кг гидрооксида натрия и 1, 1 кг фосфата натрия,и перемешивают в течение 1 ч.

Полученная комплексная добавка имеет следующие показатели качества: 40 однородная вязкая пастообразная масса темно-коричневого цвета; пенообразование 120 мл; стабильность образующейся пены 60 мин.

Пример 3. Все как в примере 45

1, но омыление ведут при 100 С до рН раствора 9,5 (при этом на омыпение пошло 4,3 кг едкого натра), а

0 нагревают при температуре 160 С и давлении 0,6 MIIa. Полученную пароскипидарную смесь (83 кг) с параметрами

160 С и 0,6 МПа используют для плавления живицы. Сточной воды не образуется. Кубовый остаток (51 кг с массовой долей сухих веществ 20X) после охлаждения смешивают с 1 кг ЛСТ, 0,3 KI гидрооксида натрия и 1 кг фосфата натрия. Полученная комплексная добавка имеет следующие показа34

6 тели качества: жидкая, однородная, подвижная масса темно-коричневого цвета, расслаивания или выпадения осадка не наблюдается; пенообраэование 90 мл; стабильность образующейся пены 58 мин.

Пример 4. Все как в примере

1, но омыление ведут до рН раствора

9,5, при этом масса едкого натра составляет 4,5 кг. Нагревание осуществляют при 170 С и давлении 0,8 МПа

Получают 114 кг и".ðoñêHïèäàðíîé смеси с параметрами 170 С и 0,8 MIIa, которую подают на плавление живицы. Сточной воды не образуется. В кубовый остаток от выпаривания (2 1,6 кг с массовой долей сухих веществ 607) добавляют после охлаждения 1 кг ЛСТ, 0,4 кг гидроокиси натрия и 1 кг фосфата натрия. Смесь перемешивают в течение 1 ч и готовую добавку сливают.

При приготовлении рабочего раствора (5X-ного) добавки выпадения какоголибо осадка или расслоения не наблюдается.

Полученная комплексная добавка имеет следующие показатели качества: однородная вязкая пастообразная мас— са почти черного цвета; пенообразование 100 мл; стойкость образующейся пены 90 мин.

Пример 5 (по известному способу). В реактор с мешалкой, обратным холодильником и рубашкой для обогрева загружают 130 кг жидких отходов КТП (кислотное число этих отходов 31 мг КОН/г). Содержимое реактора нагревают до 90 С и при постояно ном перемешивании дозируют 3 кг (рассчитанное по кислотному числу количество) едкого натра. Продолжительность омыления 1 ч. Омыпенный раствор далее упаривают при 100-1050С и атмосферном давлении. Отгоняющиеся при этом пары воды и скипидара конденсируются в холодильнике. Получающийся конденсат (108 кг) — сточная вода, является загрязненным (ХПК 3400 мг/л, БПК 920 мг/л) и его направляют на сжигание. Кубовый остаток (25 кг с массовой долей сухого вещества 40X) смешивают с 0,9 кг

СДБ, 0,3 кг гидрооксида натрия и

0,9 кг фосфата натрия.

Полученная комплексная добавка имеет следующие показатели качества: густая подвижная масса темно-коричневого цвета, при охлаждении наблю1671634

Составитель С.Воронина

Редактор Н.Яцола Техред М,Моргентал

Корректор М.Самборская

Заказ 2800 Тираж 424 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета и» изобретениям и «ткрытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, iN — 35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-иэдатедьскнй комбинат Патент". г.Ужгород, ул. Гагарина,101 дается выпадение вязкого смолистого осадка, нерастворимого в воде, пенообразование 40 мл (низкое); стабильность образующей я пены 85 мин.

Пример 6 (по известному способу). Все как в примере 4, но до« бавляют 5 кг щелочи (кислотное число отходов 52 мг КОН/r) и процесс омыления ведут в течение 2 ч. При этом образуется 103 кг загрязненной сточной воды, 30 кг кубового остатка с массовой долей сухого вещества 407.

Кубовый остаток смешивают с 1,2 кг

СДБ, 0,4 кг гидрооксида натрия и

1,2 кг фосфата натрия.

Полученная комплексная добавка имеет хорошую пенообразующую способность (120 мл), но низкую стабильность образующейся пены (20 мин), По внешнему виду это густая подвижная масса темно-коричневого цвета. .Наблюдается расслоение — образуется сахаристый осадок.

Таким образом, предлагаемый способ получения комплексной добавки в бетонную смесь имеет преимущества перед известным способом. Во-первых, стабилизируется качество добавки, улучшаются ее потребительские свойства, что, в конечном итоге, повышает технологичность изготовления пориэованных бетонов. Во-вторых, существенным преимуществом предлагаемого способа является возможность решения экологической проблемы: исключение загрязнения окружающей среды за счет использования в качестве сырья жидких отходов КТП и ликвидации сточных вод, которые ранее подлежали сжиганию или сбросу в отвал, 1О

Формула изобретения

Способ получения комплексной добавки для бетонной смеси, включающий омыление жидких отходов канифольнотерпентинного производства, содержащих смоляные кислоты, гидроокисью натрия или калия, упаривание омыленного раствора и смешение его с техническими лигносульфонатами в количестве

2,5-7,5Е, гидроокисью натрия в количестве 0,8-3,5Х и фосфатом натрия в количестве 4,7-11 0Х от массы добавки, отличающийся тем, 25 что, с целью повышения стабильности добавки и исключения загрязнения окружающей среды, омыпение ведут до рН 9-10, упаривание проводят при температуре 130-170 С и давлении

0,4-0,8 MIIa до содержания сухих веществ 20-607, а образующийся пар направляют на плавление живицы в канифольно-терпентинном производстве.