Способ получения пластификатора для бетонных смесей


 


Владельцы патента RU 2571967:

Красиникова Наталья Михайловна (RU)
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ (RU)

Изобретение относится к строительству и промышленности строительных материалов, в частности к изготовлению добавок в цементные бетоны для пластификации бетонных смесей. Способ получения пластификатора включает сульфирование концентрированной серной кислотой отходов производства фенола, последовательную двухступенчатую нейтрализацию сульфомассы: метасиликатом натрия (силикатный модуль-4) и 15%-ным раствором едкого натра (NaOH). Для получения добавки в сухом виде предусмотрена последующая сушка раствора пластификатора до влажности 0,5%. Компоненты берут в следующем соотношении, мас.%: отход производства фенола кумольным методом - 3,0-5,0, серная кислота концентрированная - 15,0÷18,0, метасиликат натрия - 5,5-8,5, едкий натр - 8,5-13,0, вода - остальное. Технический результат - уменьшение воздухововлечения, повышение плотности бетонных смесей и прочности изделий из них. 1 табл.

 

Изобретение относится к строительству и промышленности строительных материалов, в частности к изготовлению добавок в цементные бетоны для пластификации бетонных смесей.

Известен способ получения пластификатора (см. описание к патенту РФ №2323907 «Способ получения пластификатора для бетонных смесей», МПК C04B 24/22, опубл. 10.05.2008, бюл. №13), который включает сульфирование фенольной смолы - отходов производства фенола кумольным методом концентрированной серной кислотой, охлаждение реакционной массы, разбавление реакционной сульфомассы водой, поликонденсацию сульфомассы формалином, охлаждение продуктов поликонденсации, нейтрализацию продукта поликонденсации 40%-ным раствором едкого натра, смешение пеногасителя ЦОП с нейтрализованным продуктом поликонденсации и последующую сушку. Указанный способ позволяет получать пластификатор с хорошими потребительскими характеристиками, используя вредные отходы производства, параллельно решая экологические проблемы. Этот способ является наиболее близким аналогом. Недостатком способа является длительность процесса получения пластификатора из-за реакции поликонденсации сульфомассы с формалином и использование дополнительной стадии пеногашения, а также повышенное воздухововлечение при изготовлении бетонной смеси с указанным пластификатором, что влечет за собой снижение эксплуатационных характеристик получаемых бетонных изделий.

Задачей изобретения является разработка способа получения пластификатора из отходов производства фенола, при котором уменьшается количество вовлекаемого воздуха в бетонную смесь, за счет чего повышается плотность бетонной смеси, улучшаются основные эксплуатационные свойства готового бетонного изделия, в частности прочность.

Задача решается способом получения пластификатора, включающего сульфирование концентрированной серной кислотой отходов производства фенола (полученным кумольным методом), охлаждение реакционной массы до 60°C, с последовательной 2-стадийной нейтрализацией растворами метасиликата натрия (силикатный модуль - 4) и раствором едкого натра (15% раствор) с последующей сушкой до влажности 0,5%. Компоненты берут в следующем соотношении, мас. %:

отход производства фенола кумольным методом - 3,0-5,0,

серная кислота концентрированная - 15,0-18,0,

метасиликат натрия (силикатный модуль - 4) - 5,5-8,5,

едкий натр (15% раствор) - 8,5-13,0,

вода - остальное.

Сульфирование отхода производства фенола 92-98%-ной серной кислотой проводят в 4-горлой стеклянной колбе, снабженной мешалкой, термометром и обратным холодильником, при комнатной температуре загружаются последовательно серная кислота и отход производства фенола, при этом происходит разогрев реакционной массы до температуры 60-65°C, затем подключается нагрев масляной бани до температуры 150-160°C при непрерывном перемешивании процесс сульфирования ведется в течение 1,5-2,0 часов до полного завершения стадии сульфирования (до получения водорастворимой сульфомассы), охлаждение реакционной массы проводят при непрерывном перемешивании до 60°C, затем последовательно нейтрализуется реакционная масса растворами метасиликата натрия (силикатный модуль - 4) и раствором едкого натра (15% раствор) до достижения показателя pH среды 11,5-12,5 (с поддержанием температуры нейтрализации не выше 50°C). Полученный 20%-ный раствор готового пластификатора при необходимости отправляют на сушку до влажности 0,5%. Контроль полноты сульфирования осуществляют по растворимости реакционной массы в воде, по отсутствию маслянистых пятен на поверхности водного раствора пробы, по отсутствию характерного запаха органических примесей типа ацетофенола.

Для получения пластификатора в описанном способе использованы следующие компоненты:

- отходы производства фенола кумольным методом по ТУ 38 10286-75 следующего состава, масс. %:

Фенол 4,9-11

Ацетофенол 7,5-23,9

Диметилфенолкарбинол 2,9-19,64

Димер-метилстирола 10,64-19,8

Кумилфенол 23,9-49,0

Тяжелые углеводороды 1,3-11,73

Пек 4,9-13,97

- серная кислота техническая по ГОСТ 2184-77

- натр едкий технический по ГОСТ 2263-69

- метасиликат натрия по ГОСТ 13078-81*.

Эффективность нового пластификатора оценивалась по ГОСТ 30459-2008 «Добавки для бетонов и строительных растворов». Образцы бетона изготавливались и испытывались в соответствии с ГОСТ 10180-2012 и ГОСТ 310.1-310.4-81. Полученные составы с граничными количественными значениями и свойствами образцов для этих составов приведены в Таблице 1. В Таблице 1 также приведены показатели пластификатора-прототипа и рассчитаны показатели пластификатора по новому способу и показатели бетонной смеси с его использованием. Как видно из Таблицы 1, новый способ приготовления пластификатора с использованием компонентов в указанных пределах позволяет отказаться от процессов поликонденсации и пеногашения. Согласно ГОСТ 24211-2008 полученный пластификатор по основному критерию эффективности относится к подклассу «суперпластификаторы» (повышение марки бетонной смеси по удобоукладываемости с П1 до П5), разработанная добавка улучшает технологические и эксплуатационные показатели бетонных смесей, повышает плотность бетонных смесей и прочность изделий из них.

Способ получения пластификатора, включает сульфирование концентрированной серной кислотой отхода производства фенола при температуре 150-160°С в течение 1,5-2,0 часов до получения водорастворимой сульфомассы с последующим охлаждением при непрерывном перемешивании реакционной массы до температуры 60°С, с последующей двухстадийной нейтрализацией метасиликатом натрия (силикатный модуль - 4) и 15%-ным раствором едкого натра до достижения показателя рН среды 11,5-12,5, с последующей сушкой до влажности 0,5% при следующем соотношении компонентов, мас.%:

отход производства фенола кумольным методом 3,0-5,0
серная кислота концентрированная (92-98%-ный раствор) 15,0-18,0
метасиликат натрия (силикатный модуль 4) 5,5-8,5
едкий натр (15%-ный раствор) 8,5-13,0
вода остальное



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к фотокаталитическим композициям цемента. Технический результат - увеличение фотокаталитической активности, устранение нежелательного явления стекания до отверждения продукта.
Настоящее изобретение относится к составу диспергирующего агента для гидравлической композиции, содержащему алкилдиэтаноламин, имеющий алкильную группу с 1-3 атомами углерода, и конденсат нафталинсульфоновой кислоты и формальдегида, в котором массовое отношение алкилдиэтаноламина, имеющего алкильную группу с 1-3 атомами углерода, к конденсату нафталинсульфоновой кислоты и формальдегида составляет от 0,01 до 2,0.

Предлагаемое изобретение относится к области химии, касается цементной композиции, которая может быть использована в строительстве и для дорожных покрытий мостов.

Изобретение относится к области строительства, а именно к технологии приготовления бетонных смесей и изделий из них, и может быть использовано в технологии производства изделий и конструкций в сборном домостроении и в монолитном строительстве.

Изобретение относится к производству легких бетонов типа арболита на основе минерального вяжущего и древесного заполнителя (в виде дробленки, щепы и т.п.) и может быть использовано в производстве строительных материалов из измельченной древесины и минерального связующего, таких как фибролит, ксилолит и прочие.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонов. Сырьевая смесь для изготовления бетона содержит, мас.

Изобретение относится к строительной промышленности, в частности к производству бетонов, более конкретно - к добавкам, применяемым для улучшения свойств бетонов, в том числе бетонов на основе портландцементного клинкера.

Изобретение относится к строительной промышленности, более конкретно к добавкам, применяемым для улучшения свойств бетонов, в том числе бетонов на основе портландцементного клинкера.

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано при производстве различных бетонных и растворных смесей. В способе приготовления портландцементного вяжущего с добавлением высококальциевой золы теплоэлектростанций, включающий совместное измельчение активной минеральной добавки, портландцементного клинкера, гипсового камня, доменного граншлака, их смешивание, добавление высококальциевой золы в вяжущее осуществляют в момент приготовления бетонной или растворной смеси в пределах соотношения 10:90 - 50:50.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонов, используемых в малоэтажном строительстве. Сырьевая смесь для изготовления бетона содержит, мас.%: цемент 20,0-25,0; мелкий заполнитель 20,0-40,0; пластифицирующая добавка 0,1-1,5; вода 15,0-25,0; измельченные и просеянные через сетку №5 отработавшие печатные платы 9,9-39,5.
Изобретение относится к составу комплексной добавки. Комплексная добавка для тяжелых бетонных смесей, включающая лигносульфонаты технические и глину, содержащую монтмориллонит, дополнительно содержит дезактивированный катализатор дегидрирования циклогексанола производства ε-капролактама и продукт совместного диспергирования до размера частиц менее 10-2 мкм глины, содержащей монтмориллонит и ε-капролактама в соотношении 1/0,5 и касторового масла и саломаса технического в соотношении 1/1, при следующем соотношении компонентов, мас.%: лигносульфонаты технические 63-70, дезактивированный катализатор дегидрирования циклогексанола производства ε-капролактама 5-7, глина, содержащая монтмориллонит, 16-18, ε-капролактам 8-9, касторовое масло 0,5-1,5, саломас технический 0,5-1,5.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к технологии пластифицирующих добавок для бетонов на основе портландцементов. Технический результат заключается в увеличении подвижности бетонной смеси, повышении прочности бетона, экономии цемента.
Изобретение относится к ингибитору коррозии арматуры на основе водного раствора фторосодержащей соли. При этом в него дополнительно введены производные лигносульфоновых кислот при следующем соотношении компонентов (мас.%): фторосодержащая соль - 0,3-1; производные лигносульфоновых кислот - 30-33; вода - остальное.
Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составам добавок, используемых при производстве изделий из малоподвижных и жестких бетонных смесей с применением технологий классического вибрационного формования, экструзионного формования и вибропрессования.

Настоящее изобретение относится к составу добавки для бетонов и строительных растворов и может найти применение в производстве бетонных и железобетонных изделий и конструкций при бетонировании в широком диапазоне температур окружающей среды.
Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к строительным растворам, и может быть использовано для проведения строительных работ при создании конструкций из кирпича, бетона и железобетона, а также для отделочных и ремонтных работ, а именно при проведении кладочных и штукатурных работ, а также при изготовлении цементных стяжек полов.
Изобретение относится к строительству и промышленности строительных материалов, в частности к способам изготовления комплексных нанодисперсных добавок в бетонные смеси.
Изобретение относится к составу комплексной добавки для бетонных смесей и строительных растворов и может найти широкое применение при производстве монолитных и сборных конструкций, преимущественно для гидротехнических сооружений и дорожных бетонов.

Изобретение относится к составу пластифицирующей и водоредуцирующей добавки для бетона и строительного раствора. .
Изобретение относится к области производства строительных материалов и касается составов сырьевых смесей дня изготовления кирпича, который может быть использован для постройки малоэтажных зданий.

Группа изобретений относится к фотокаталитическим композициям цемента. Технический результат - увеличение фотокаталитической активности, устранение нежелательного явления стекания до отверждения продукта.
Наверх