[发明专利]一种混凝土减水剂的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种混凝土减水剂的制备方法及其应用，通过采用垃圾渗滤液浓缩液和茶叶废料中提取的单宁酸作为原料，依次经过碱化、磺化、曼尼希反应后，即可制得混凝土减水剂，将垃圾处理产生的腐植酸和茶叶废料中的单宁酸进行充分利用，使其变废为宝，实现二次经济价值，对促进资源的循环再利用具有重要意义。

技术领域

本发明涉及化学助剂技术领域，尤其是涉及利用垃圾渗滤液和茶叶废料来制取混凝土减水剂的一种混凝土减水剂的制备方法及其应用。

背景技术

混凝土减水剂是建材产业的重要产品之一，在混凝土拌合物中加入减水剂对水泥颗粒有分散作用，能改善混凝土拌合物的流动性，减少单位水泥用量，节约水泥，同时保证混凝土的和易性及强度。目前常用的减水剂主要有木质素磺酸盐类、萘系减水剂类和聚羧酸系减水剂类，其中聚羧酸系减水剂具有减水率高、增强效果显著、混凝土的和易性较好、绿色环保等优点，但是在实际混凝土工程使用中，聚羧酸系减水剂存在与水泥相容性的问题，其使用效果受水泥组成成分影响较大，特别是含有粘土等成分时，由于粘土的层间吸附效应，对聚羧酸减水剂的减水分散性能影响严重，使混凝土的工作性能降低，制约了聚羧酸系减水剂的广泛应用和发展，在工业生产过程中，生产成本是决定产品在市场上的竞争力的重要因素之一，若产品的生产成本过高的话，往往无法在价格上取得较好的竞争力。

在中国，茶文化已经传承了几千年，许多人在走访亲朋好友或生意伙伴之间相聚时，都会泡茶怡情，因此茶叶的需求量也日益上升，而在茶叶加工过程中会产生许多的残渣或修剪余料，往往企业都会将其进行焚烧作为燃料使用，这是非常不经济环保的一种处理方式，由于茶叶桔梗、废渣中含有的大量单宁酸，而单宁酸属于聚羧酸类，若能够将其提取出来利用在混凝土减水剂中进行使用的话，那将会大大降低混凝土减水剂的生产成本，也能够给茶叶加工的废渣处理带来二次经济效益。

另外，随着我国社会经济的发展、城市化进程的加快，我国的城市垃圾数量增长异常迅速，而在众多的城市生活垃圾处理过程中，大量的垃圾露天堆放或填埋不仅占用大量土地，而且易对土壤、地下水、大气造成极大的二次污染，成为严重的环境问题，由于垃圾在进行好氧发酵过程中会产生丰富的腐殖酸，而腐植酸是一种无定形的有机高分子化合物，目前有研究表面，将腐植酸进行磺化改性后作为混凝土减水剂进行应用，能够对水泥颗粒有不同程度的分散作用，能使水泥遇水后凝聚起来的絮块破碎，降低水泥浆的粘度、增加流动性，并且可以提高硬化后的水泥强度，使得在固定强度需求的情况下，减少水泥的使用量，因此将垃圾垃圾处理过程中的腐植酸用来进行生产混凝土减水剂，对改善我国的能源利用环境和能源循环利用具有重要意义。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用茶叶废渣和垃圾渗滤液作为原料、工艺过程简单、可实现工业化生产的混凝土减水剂的制备方法及其应用。

为了实现上述的技术目的，本发明的技术方案为：

一种混凝土减水剂的制备方法，以垃圾渗滤液浓缩液和茶叶废料中的茶单宁为原料，依次经过碱化、磺化、曼尼希反应后，即可制得混凝土减水剂。

进一步，其包括以下具体步骤：

(1)将茶叶废料进行粉碎后经过35～50目筛网进行筛分，然后加入到丙酮-水体系的提取液中，采用微波法进行提取茶叶废料中的茶单宁；

(2)将上述提取到的茶单宁加入到垃圾渗滤液浓缩液中进行混合均匀，并加入pH调节剂将混合溶液的pH值调节至9～13后，再加入磺化剂，并将反应体系的温度控制在60～90℃，进行反应1.5～3h；

(3)往上述反应后的混合溶液中依序加入催化剂、醛类化合物、胺类化合物和水进行曼尼希反应，并将反应体系的温度调节至65～85℃，进行反应1～3.5h；

(4)将步骤(3)反应后的溶液进行过滤，取固形物用乙醇进行洗涤后，加入到喷雾干燥设备中进行喷雾干燥，即可制得褐色粉末状的混凝土减水剂。