《武汉工程大学学报》 2010年11期
12-14
出版日期：2010-11-30
ISSN:1674-2869
CN:42-1779/TQ
葡萄糖酸钠水剂生产及在混凝土中代替其粉剂的应用
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［12］.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［58］,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(BxPd/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
Fig.1The process route of preparation sodium gluconate aqua agent1.7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
Table 1The comparison of index test results of Sodium gluconate aqua agent
项目粉剂产品工业级本品数据外观微黄色或浅灰色粉末微黄色液体气味微有焦糖味微有焦糖味溶解性易溶于水、微溶于乙醇易溶于水1%(质量分数)
水溶液pH值7～98含量≥98%99%干燥失重≤1%质量分数30%还原物≤2.0%1%2.2水剂产品代替其粉剂应用效果测试室依据GB80762008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.第11期郭均高,等:葡萄糖酸钠水剂生产及在混凝土中代替其粉剂的应用
武汉工程大学学报第32卷
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
Table 2The effect of Sodium gluconate aqua agent and powder agent with the same content in setting time of concrete
掺量/%初凝时间/(h/min)终凝时间/(h/min)011/1016/500.03粉剂15/1019/300.03水剂(折干量)15/1019/300.05粉剂28/2029/300.05水剂(折干量)28/2029/30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
Table 3The effect of Sodium gluconate aqua agent and powder agent with the same content on concrete strength
掺量/%3 d/MPa7 d/MPa28 d/MPa60 d/MPa021.030.140.243.90.04粉剂22.131.243.046.10.04水剂(折干量)22.031.242.946.00.06粉剂20.934.046.051.40.06水剂(折干量)20.934.146.051.3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
Table 4The effect of Sodium gluconate aqua agent and powder agent with the same content on properties of cement paste
外加剂水泥用水量净浆/胶砂流动度经时测定温度名称复配掺量牌号用量/gmL起始数据/mm60 min数据/mm损失率/%℃30%葡萄糖酸钠粉剂1.5%石井3009219613929.083030%葡萄糖酸钠粉剂1.5%石井3009219413629.803030%葡萄糖酸钠粉剂1.5%石井3009220614330.503030%葡萄糖酸钠粉剂1.5%石井3009221014530.903030%葡萄糖酸钠粉剂1.5%石井3009220013731.503030%葡萄糖酸钠水剂1.5%石井3009220113930.803030%葡萄糖酸钠水剂1.5%石井3009219413430.903030%葡萄糖酸钠水剂1.5%石井3009220013831.003030%葡萄糖酸钠水剂1.5%石井3009219813631.303030%葡萄糖酸钠水剂1.5%石井3009219813531.8030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.