Способ получения пластификатора для бетонных смесей

Настоящее изобретение относится к способам получения пластификатора для бетонных смесей из отходов производства фенола. Способ получения пластификатора включает сульфирование серной кислотой концентрированной отхода производства фенола кумольным методом, разбавление водой реакционной сульфомассы, поликонденсацию с формалином, нейтрализацию продукта поликонденсации 40%-ным раствором едкого натра, смешение пеногасителя ЦОП с нейтрализованным продуктом поликонденсации и последующую сушку. Компоненты берут в следующем соотношении, мас.%: отход производства фенола кумольным методом - 6,0-8,5, серная кислота концентрированная - 8,5-11,3, формалин - 1,0-1,7, 40% раствор едкого натра - 10,0-13,0, пеногаситель ЦОП - 0,12-0,25, вода - остальное. Технический результат - уменьшение воздухововлечения, времени гашения пены, повышение плотности бетонных смесей и прочности изделий из них. 1 табл.

 

Изобретение относится к способам получения пластификатора для бетонных смесей из отходов производства фенола и может быть использовано для производства сухих смесей и модифицированных бетонов.

Известен способ получения пластификатора, который представляет собой натриевую соль продуктов конденсации сульфированных отходов производства фенола с формальдегидом, содержащий SO3-группы в составе бензольного кольца (см. описание к патенту РФ №2225376 «Вяжущее и способ его приготовления», МПК 7 С04В 7/12, опубл. 10.03.04, бюл. №7). Способ получения включает сульфирование фенольной смолы, охлаждение реакционной массы, разбавление ее водой, поликонденсацию сульфомассы с формальдегидом, охлаждение продуктов конденсации, нейтрализацию продуктов конденсации раствором едкого натра, приготовление эмульсии пеногасителя, в качестве которого используется пропинол, смешение эмульсии пропинола с нейтрализованным продуктом конденсации и последующую сушку. Указанный способ позволяет получать пластификатор с хорошими потребительскими характеристиками, используя вредные отходы, параллельно решая экологические проблемы, отказаться от использования дорогостоящего пластификатора С-3 при производстве модифицированного цементного бетона и сухих смесей для модифицированного бетона. Этот способ является наиболее близким аналогом. Недостатком способа является 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 фенольной смолы - отходов производства фенола кумольным методом концентрированной серной кислотой, охлаждение реакционной массы, разбавление реакционной сульфомассы водой, поликонденсацию сульфомассы с формалином, охлаждение продуктов поликонденсации, нейтрализацию продукта поликонденсации 40%-ным раствором едкого натра, смешение пеногасителя с нейтрализованным продуктом поликонденсации и последующую сушку, в котором в качестве пеногасителя использован пеногаситель ЦОП, а компоненты берут в следующем соотношении, мас.%:

Отход производства фенола кумольным методом6,0-8,5
Серная кислота концентрированная8,5-11,3
Формалин1,0-1,7
40% Раствор едкого натра10,0-13,0
Пеногаситель ЦОП0,12-0,25
ВодаОстальное

Сульфирование отхода производства фенола 92-98%-ной серной кислотой проводят при температуре (150-160)°С в течение 2,5-3,5 часов до полного завершения стадии сульфирования (до получения водорастворимой сульфомассы), охлаждение реакционной массы проводят до 100°С при непрерывном перемешивании и при непрерывной подаче охлаждающей воды разбавление реакционной массы водой проводят при непрерывном охлаждении реактора и при непрерывном перемешивании, контролируя снижение температуры реакционной массы до 70°С, при снижении температуры реакционной массы до 70°С ее подают в реактор поликонденсации, охлаждая ее до температуры 60°С, при указанной температуре в реактор поликонденсации при непрерывном перемешивании подают 37-40% раствор формальдегида (формалин), температуру массы поднимают до 100-102°С и далее процесс поликонденсации проводят при этой температуре в течение 45-60 минут, после завершения процесса поликонденсации добавляют холодную воду и охлаждают реакционную массу до 40°С при непрерывной подаче охлаждающей воды в рубашку реактора и непрерывном перемешивании с использованием мешалки, нейтрализацию продуктов поликонденсации проводят при непрерывном перемешивании и непрерывном охлаждении с поддержанием температуры нейтрализации не выше 50°С до достижения показателя рН среды 7,5±0,5, после чего в реакционную массу добавляют пеногаситель ЦОП при непрерывном перемешивании полученной смеси в течение 3-5 минут, полученный 20%-ный раствор готового пластификатора отправляют на сушку. Контроль полноты сульфирования осуществляют по растворимости реакционной массы в воде, по отсутствию масляных пятен на поверхности водного раствора пробы, по отсутствию характерного запаха органических примесей типа ацетофенона. Контроль полноты завершения процесса поликонденсации проводят по отсутствию характерного запаха формальдегида и по показанию расплыва цементного теста по мини-конусу.

Для получения пластификатора в описанном способе использованы следующие компоненты:

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

Фенол4,9-11
Ацетофенол7,5-23,9
Диметилфенолкарбинол2,9-19,64
Димер α-метилстирола10,64-19,8
Кумилфенол23,9-49,0
Тяжелые углеводороды1,3-11,73
Пек4,9-13,97;

- формалин технический по ГОСТ 1625-75;

- серная кислота техническая по ГОСТ 2184-77;

- натр едкий технический ГОСТ 2263-69;

- пеногаситель ЦОП ТУ 2229-136-00203335-2001, который представляет собой водную эмульсию оксипропилированного полимера с эмульгатором - смесью полиоксиэтиленгликолевых эфиров олеиновой кислоты (олеокс-5 или олеокс-7).

Эффективность нового суперпластификатора по предложенному способу оценивалась по ГОСТ 30459-2003 «Добавки для бетонов и строительных растворов». Образцы мелкозернистого бетона (цементно-песчаного раствора) изготавливались и испытывались в соответствии с ГОСТ 10180 и ГОСТ 310.1-310.4-81. Полученные составы с граничными количественными значениями и свойства образцов для этих составов приведены в Таблице, где также приведены показатели пластификатора-прототипа, сведения о котором отсутствуют и для которого были взяты средние значения компонентов в соответствии с изобретением и рассчитаны показатели пластификатора по новому способу и показатели бетонной смеси с его использованием. Как видно из Таблицы, новый способ приготовления пластификатора с использованием компонентов в указанных пределах и с использованием другого пеногасителя резко улучшает технологические и эксплуатационные показатели бетонных смесей, которые определяются более эффективным пеногашением, уменьшением времени пеногашения, что повышает плотность бетонных смесей и прочность изделий из них. По сравнению с лучшим, но дорогим суперпластификатором С-3 отечественного производства увеличена массовая доля активного вещества пластификатора по новому способу в пересчете на сухой продукт с 69 до 70%, уменьшена массовая доля воды с 10 до 5%, повышена марочная прочность бетонной смеси при сохранении ее подвижности на 25-35% по сравнению с 20-30% для С-3, экономия цемента при условии сохранения марки бетона составила 20-25% по сравнению с 10-20% для С-3.

Компоненты пластификатора, мас.%, и показатели пластификатора и растворной смесиПластификатор по прототипуПример 1Пример 2Пример 3
Фенольная смола7,36,07,58,5
Серная кислота концентрированная9,58,510,011,3
Формалин1,51,01,51,7
40% раствор едкого натра12,010,011,513,0
Пеногаситель:
пропинол0,15---
ЦОП-0,120,180,25
Вода69,5574,3869,3265,25
Время гашения пены водного раствора пластификатора, сек120603010
Водоредуцирующий эффект (снижение расхода воды в бетонной смеси), %23232426
Плотность растворной смеси, кГ/м32100220022302250
Прочность цементно-песчаного раствора при содержании пластификатора 0,8% от массы цемента, через 28 суток, МПа:
- при изгибе12,113,114,515,8
- при сжатии51,256,058,561,1

Способ получения пластификатора, включающий сульфирование серной кислотой концентрированной отхода производства фенола кумольным методом, разбавление водой реакционной сульфомассы, поликонденсацию с формалином, нейтрализацию продукта поликонденсации 40%-ным раствором едкого натра, смешение пеногасителя с нейтрализованным продуктом поликонденсации и последующую сушку, отличающийся тем, что в качестве пеногасителя используют ЦОП, а компоненты берут в следующем соотношении, мас.%:

Отход производства фенола кумольным методом6,0-8,5
Серная кислота концентрированная8,5-11,3
Формалин1,0-1,7
40%-ный Раствор едкого натра10,0-13,0
Пеногаситель ЦОП0,12-0,25
ВодаОстальное



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к способу модифицирования бетона при введении в бетонную смесь комплексных добавок. .

Изобретение относится к суперпластификаторам для монолитных бетонов. .
Изобретение относится к способу получения высокоэффективного пластификатора бетонных смесей, так называемого “суперпластификатора”. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к составам песчаных бетонных смесей. .

Изобретение относится к составу комплексной добавки, используемой в производстве бетонов, строительных растворов, железобетонных и специальных бетонных изделий. .

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к способам получения пластифицирующих добавок, используемых при приготовлении бетонных и железобетонных изделий.

Изобретение относится к строительным материалам, в частности, к полимерцементным составам для получения полимерцементного камня. .

Изобретение относится к способам приготовления комплексных модификаторов бетона и к составам комплексных модификаторов. .

Изобретение относится к производству строительных материалов - декоративных бетонных смесей для изготовления отделочных плит, элементов мощения дорог, малых архитектурных форм, а также монолитных покрытий полов и дорог.
Изобретение относится к составу комплексной добавки для бетонной смеси и может найти применение в производстве бетонных и железобетонных изделий и конструкций

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составам пластифицирующих добавок, используемых в производстве бетонов, строительных растворов, железобетонных и специальных бетонных изделий, а именно к составу суперпластификатора на основе продуктов поликонденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в качестве добавки - суперпластификатора при производстве цементных бетонных смесей для изготовления строительных изделий и конструкций

Изобретение относится к строительству и промышленности строительных материалов, в частности к изготовлению комплексных добавок в цементные растворы и бетоны для ускорения твердения строительных изделий и конструкций
Изобретение относится к способу получения полиметиленнафталинсульфонатов (ПНС) с регулируемым низким содержанием сульфата натрия, который включает сульфирование нафталинсодержащего сырья сульфирующим агентом в условиях принудительного отвода парогазовой смеси сбалансированного состава до степени срабатывания серной кислоты 1,5-4% в пересчете на остаточную серную кислоту, при этом регулирование содержания нафталина и воды в парогазовой смеси и количества отводимой парогазовой смеси в целом проводят путем поэтапного создания разрежения, при этом первый этап сульфирования проводят в стандартном аппарате-сульфураторе в интервале температур 140-168°C и давлении в аппарате 0-20 кПа, а на втором этапе в том же аппарате, не прерывая технологический процесс, создают разрежение -15÷-90 кПа и выдерживают при температуре 150-155°C, с последующим подъемом температуры в конце процесса до 160-165°C и получением сульфомассы с общей титруемой кислотностью 22,5-26%. Технический результат: разработан безотходный способ получения ПНС с регулируемым низким содержанием сульфата натрия, которые могут найти применение в качестве диспергаторов порошкообразных материалов различной природы, в частности в качестве суперпластификаторов бетонных смесей и строительных растворов. 4 з.п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к способу получения и составу воздухововлекающей добавки, применяемой при изготовлении монолитных и сборных бетонных и железобетонных изделий и конструкций, а также в нефтедобывающей отрасли в составе тампонажных цементных материалов. В способе получения воздухововлекающей добавки алкиларилсульфонаты получают поликонденсацией алкилнафталинсульфокислот с формальдегидом с последующей нейтрализацией реакционной массы едким натром, при этом синтез алкилнафталинсульфокислот осуществляют в ходе совмещенного процесса алкилирования-сульфирования посредством обработки смеси нафталина и спирта сульфирующим агентом в интервале температур 80-165°C при следующем соотношении компонентов реакционной массы, мол.%: нафталин 100 и сверх 100: спирт 80-200, сульфирующий агент 110-150, а поликонденсацию алкилнафталинсульфокислот с формальдегидом проводят в интервале температур 90-130°C при давлении 1-3 атм в течение 20-200 мин при следующем соотношении компонентов, мол.%: алкилнафталинсульфокислоты 100 и сверх 100: формальдегид 40-80, до получения воздухововлекающей добавки, представляющей собой водный раствор с массовой долей сухих веществ 5-32%, при этом сухие вещества состоят из нейтрализованной смеси продуктов поликонденсации алкилнафталинсульфокислот и сульфата натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: нейтрализованная смесь продуктов поликонденсации алкилнафталинсульфокислот 70-88, сульфат натрия 12-30. Воздухововлекающая добавка, полученная указанным выше способом. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы изобретения. Технический результат - обеспечение стабильного воздухововлечения в бетонную смесь и получение бетона с высокой морозостойкостью. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 табл.
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. Изобретение также относится к водному раствору, содержащему указанный диспергирующий агент, а также к гидравлической композиции, содержащей алкилдиэтаноламин, имеющий алкильную группу с 1-3 атомами углерода, конденсат нафталинсульфоновой кислоты и формальдегида, гидравлический порошковый материал, заполнитель и воду, где гидравлический порошковый материал содержит SO3 в количестве от 0,5 до 6,0% по массе и массовое отношение алкилдиэтаноламина, имеющего алкильную группу с 1-3 атомами углерода, к конденсату нафталинсульфоновой кислоты и формальдегида (алкилдиэтаноламин/конденсат нафталинсульфоновой кислоты и формальдегида) составляет от 0,01 до 2,0. Изобретение также относится к применению указанного диспергирующего агента для улучшения сохранения подвижности гидравлической композиции. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы изобретения. Технический результат - повышение жизнеспособности гидравлической композиции и увеличение прочности затвердевшей гидравлической композиции. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 7 табл.

Изобретение предназначено для формирования защитного покрытия. Цементно-песчаный раствор, содержащий цемент, песок, микрокремнезем, суперпластификатор, подсмольную воду и воду, в качестве цемента содержит сульфатостойкий или глиноземистый цемент, песок имеет модуль крупности 1,5, в качестве суперпластификатора используется суперпластификатор СП-1 на основе продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом по ТУ 5870-005-58042865-05, в качестве подсмольной воды - продукт переработки каменных углей пиролизным способом, содержащий фенол, при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент - 35-40, песок - 38-43, микрокремнезем - 1-2, суперпластификатор - 0,10-0,15, подсмольная вода - 2,0-2,4, вода - остальное. Технический результат - получение цементно-песчаного раствора, который можно наносить способом центробежного набрызга на поверхность водопроводных трубопроводов с незначительным отскоком компонентов раствора, формирование слоя защитного покрытия, обладающего хорошими биоцидными и антикоррозийными свойствами, мелкопористой структурой, достаточной прочностью. 1 табл.

Изобретение относится к строительству и промышленности строительных материалов, в частности к способам изготовления комплексных нанодисперсных добавок для получения мелкозернистого бетона. Способ изготовления нанодисперсной добавки для бетона, получаемой путем ультразвукового диспергирования при частоте ультразвука 35 кГц суспензии, содержит воду, галлуазитовые нанотрубки и пластификатор в виде твердого вещества. В качестве пластификатора применяется С-3 и поливиниловый спирт, взятые в соотношении 1:1, а диспергирование до размера частиц 20-80 нм производится в два этапа: при введении 2,5 г С-3 в суспензию галлуазитовых нанотрубок и воздействии ультразвука в течение 4 минут с последующим добавлением 2,5 г поливинолового спирта и ультразвуковым диспергированием еще 4 минуты. Технический результат - повышение подвижности бетонной смеси, средней плотности, прочности при сжатии и изгибе. 2 табл.

Изобретение относится к композиции и к способу цементирования обсадной колонны в стволе буровой скважины, с использованием водной цементирующей композиции, включающей: (а) воду, (b) цементирующую композицию, включающую (i) гидравлический цемент, (ii) гидрофобно-модифицированный полимер, (iii) диспергатор и необязательно (iv) одну или многие другие добавки, обычно добавляемые в водные цементирующие композиции, применимые для цементирования обсадных колонн в стволах буровых скважин. Гидрофобно-модифицированная гидроксиэтилцеллюлоза предпочтительно имеет этиленоксидное молярное замещение от 0,5 до 3,5, степень гидрофобного замещения от 0,001 до 0,025 и средневзвешенную молекулярную массу от 500000 до 4000000 дальтон, и диспергатор представляет собой сульфированный полимер, продукт конденсации меламина и формальдегида, продукт конденсации сульфированного нафталина и формальдегида, разветвленный или неразветвленный поликарбоксилатный полимер. Водную цементирующую композицию предпочтительно нагнетают вниз в указанную обсадную колонну, нагнетают вверх в затрубное пространство, окружающее указанную обсадную колонну, пока указанная водная композиция не заполнит тот участок кольцеобразного пространства, который желательно закупорить, и затем удерживают указанную водную цементирующую композицию на месте, пока цемент не схватится. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы изобретения. Технический результат- повышение эффективности указанных композиции и способа. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 табл.
Наверх