接枝磺化木质素高效减水剂的配伍性能研究

以酸析木质素为原料,通过接枝、磺化和缩合制得接枝磺化酸析木质素GSAL,研究了它与木质素磺酸盐和消泡剂的配伍性能。结果表明:GSAL分别与木质素磺酸盐及其改性产品复配,可得到减水剂GSAL1和GSAL2。当水灰比为0.29、掺量w(GSAL1)=0.6%时,水泥净浆流动度达243mm;掺量w(GSAL2)=0.8%时,水泥净浆初凝时间延长110min,终凝时间延长约7h。掺量w(GSAL1)=0.8%时,水泥净浆减水率为21.4%,砂浆3d和7d的抗压强度比分别为163%和143%,其对水泥的减水增强作用超过了萘系高效减水剂FDN。GSAL与消泡剂的复配产品起泡性降低,水泥净浆流动度、新拌砂浆密度和砂浆抗压强度比均增大,GSAL与磷酸三丁酯配伍后的综合性能最佳。     

玉米芯酶解残渣制备混凝土减水剂的工艺研究

利用碱性亚硫酸钠对玉米芯制备生物乙醇的酶水解残渣进行磺化改性研究,获得了性能良好的木质素磺酸盐,用作混凝土减水剂。结果表明,碱性亚硫酸盐法分离木质素的适宜工艺条件为:总用碱量(按Na2O计)14%,蒸煮温度155℃,保温时间3～3.5 h,亚硫酸化度85%。在此工艺条件下木质素磺酸盐得率为51.39%,在掺量为0.35%(以固形物计)时,产品的水泥净浆流动度可达到112 mm,1%溶液表面张力为46.4 mN/m,产品磺酸基含量为1.89 mmol/g。     

镁渣木质素纤维复合抹灰砂浆的性能研究

为有效与充分利用工业废料,改善抹灰砂浆的性能,以水胶比、镁渣掺量、外加剂掺量和木质素纤维掺量为因素,设计正交试验方案L16 (45),试验研究了镁渣木质素纤维复合抹灰砂浆的性能.应用激光粒度仪分析了镁渣的颗粒级配,扫描电镜分析了镁渣的形貌和砂浆的微观结构,正交试验理论分析了各因素的作用规律,及其显著性,最小二乘法建立了抹灰砂浆和易性参数及力学强度的多元非线性回归模型.在试验研究条件下,镁渣、外加剂和木质素纤维能明显改善砂浆的和易性,木质素纤维对砂浆保水性的影响显著,镁渣对砂浆的流动性稍有不利影响;镁渣和木质素纤维对抹灰砂浆的力学强度有增强效应,木质素纤维对砂浆强度的影响不显著,镁渣掺量有较大影响;建立的回归模型显著性高,相关性好.     

磺化淀粉开发用作新型水泥减水剂的研究

以氯磺酸为磺化试剂,半干法制备了磺化淀粉,并对其用作水泥减水剂的性能进行了系统的研究。结果表明:磺化淀粉减水率随磺酸基取代度增加而增加,当其取代度达到0.060 4,质量分数为0.3%时测得的水泥净浆减水率、净浆标准凝结时间和3 d、28 d砂浆强度等各项指标均达到高效减水剂的国标要求,磺化淀粉对水泥还具有一定的缓凝作用。通过XRD和SEM,对掺加了磺化淀粉的水泥材料进行了微观结构表征,结果表明:磺化淀粉掺入水泥浆后,由于缓凝作用导致初期水化反应发展缓慢;而经较长时间(如28 d)后硬化水泥结构比基准样密实、强度更高。而且磺化淀粉掺量0.3%(质量分数)即可达到高效减水剂的要求,比现有的高效减水剂掺量都低。     

硅粉在普通硅酸盐水泥中合理掺量的试验研究

研究了硅粉对普通硅酸盐水泥性能的影响,结果表明,水泥净浆的用水量会随着硅粉的掺量呈现规律性增长趋势,掺入适量粉煤灰可有效改善缺陷。从水泥净浆的强度测试结果,结合水泥净浆粘度随硅粉掺量大小的变化情况,综合选定硅粉在普通硅酸盐水泥中的合理掺量范围为5%¹0%,为进一步进行硅粉高性能水泥的研制提供了试验依据。     

木质素磺酸钙对硬化水泥抗压强度的影响

木质素磺酸盐(简称木盐)具有较强缓凝和引气作用,可提高混凝土工作性,但过量使用会导致混凝土抗压强度急剧下降。该文从掺量、相对分子质量、亲水基、金属阳离子和糖分5个方面研究了木质素磺酸钙(简称木钙)对硬化水泥抗压强度的影响规律。结果表明,随木钙掺量增加,硬化水泥的各龄期抗压强度均下降,掺量w(木钙)=0.5%时,硬化水泥的28 d抗压强度仅为空白浆体的63.6%。其中相对分子质量为1万~5万的木钙超滤级分对硬化水泥强度的降低作用较小。木钙中糖分质量分数由12.5%降至2.8%时,硬化水泥的7 d抗压强度比可提高16%。通过氧化将木钙分子中的羟基转化为羧基,硬化水泥的3、7、28 d抗压强度比分别提高22.1%、34.7%和13.0%;通过磺甲基化将木钙的磺化度由1.36 mmol/g提高到2.48 mmol/g,硬化水泥的3、7、28 d抗压强度比分别提高36.2%、41.2%和17.9%。     

粉煤灰及水胶比对水泥净浆抗硫酸盐侵蚀性能影响的试验研究

通过5%的硫酸钠溶液对净浆进行长期浸泡试验,以粉煤灰等量取代水泥(0%、20%、30%、40%)以及固定粉煤灰等量取代20%水泥,水胶比在0.35～0.7之间变化来分析粉煤灰以及水胶比对水泥净浆抗硫酸盐侵蚀性能的影响.结果表明:在本试验条件下, W/B=0.5时,清水养护条件下,粉煤灰掺量为20%时在后期拥有最高的抗折强度,粉煤灰掺量为30%时具有最高的强度增长率;5%硫酸钠溶液浸泡条件下,其抗折强度先升高后降低,粉煤灰对改善水泥净浆的抗硫酸盐腐蚀是有利的,且随着粉煤灰掺量的增加,抑制腐蚀破坏效果越明显.但是考虑到试件本身的强度值,其掺量也不宜过高,可取20%～30%;20%粉煤灰的掺入并不能改变水泥净浆随水胶比增大其抗硫酸盐腐蚀性能下降的规律.     

磺化接枝淀粉减水剂的合成及其结构与性能研究

以玉米淀粉(CS)为原料,甲基丙烯磺酸钠(SMAS)为磺化接枝单体,过硫酸铵为引发剂,在水相体系中合成磺化接枝淀粉(SMAS/CS),以水泥净浆流动度为评价指标,通过单因素与正交实验得到最佳合成工艺参数为:引发剂用量(占淀粉与单体质量总和) 7%,单体用量(占淀粉干基质量分数) 1. 5%,反应温度65℃,反应时间1 h。FTIR表明,SMAS/CS在1 209 cm~(-1)处出现了新的吸收峰,证明淀粉分子已成功引入磺酸基团。利用XRD和SEM对掺加了SMAS/CS的水泥净浆进行晶体结构与表面形貌表征,结果显示,水泥初期水化反应缓慢,表面结构更加紧凑致密。水泥净浆流动度测试表明,随着SMAS/CS添加量的增加,流动度先增后降,当添加量为水泥质量的0. 8%时,流动度达最大;凝结时间测试证明SMAS/CS对水泥净浆具有明显缓凝作用;抗压强度测试证明,SMAS/CS掺量为0. 4%时,抗压强度比相应龄期基准样明显增强。     

PCMA系列聚羧酸缓凝高性能减水剂的性能研究

在聚羧酸缓凝高性能减水剂PCMA基础上,通过添加还原剂V降低反应能耗,常温聚合得到聚羧酸缓凝减水剂PCMA-V;通过掺加单体总质量20%木质素磺酸钙降低产品单体成本,聚合得到木质素磺酸钙改性聚羧酸减水剂PCMA-C20。对PCMA、PCMA-V和PCMA-C20进行表面张力测试及水泥净浆性能测试。结果表明,PCMA-V与PCMA具有相似的表面性能和净浆力学性能,具有高减水率,较强缓凝效果;PCMA-C20减水率和缓凝效果略有下降,但早期强度要比掺有PCMA及PCMA-V的试块高。在保持产品性能基本不变的情况下,通过适当添加还原剂V或木质素磺酸钙可大幅度降低产品生产成本。     

酶解木质素催化磺化衍生物作为水泥减水剂的研究

用固体酸催化剂催化酶解木质素的磺化反应,得到磺化产物SEHL,再用固体碱催化SEHL进一步进行磺甲基化反应,得到产物SH-SEHL。研究了酶解木质素磺化衍生物作为水泥减水剂在水泥净浆中的性能和减水作用机理,并探索了固体催化剂的重复使用性能。结果表明:水灰比为0.35时,掺有0.5%的SEHL和SH-SEHL的基准水泥净浆流动度分别达到205 mm和260 mm,120 min后流动度达到184 mm和223 mm;SEHL和SH-SEHL对各种水泥有良好的适应性;掺有0.25%的SEHL和SH-SEHL的水泥砂浆的减水率分别为17.0%和20.5%,28天的抗压强度比分别为112.4%和122.7%;SEHL和SH-SEHL主要通过提高水泥颗粒间静电斥力达到减水分散效果;固体催化剂二次使用时,SEHL和SH-SEHL的净浆流动度还可达到201 mm和253 mm,表明固体催化剂可以重复使用。     

木质素磺酸钠缓蚀、阻垢性能的研究

测定了木质素磺酸钠(木钠)在循环冷却水中的阻垢、缓蚀性能,并和羟基亚乙基二膦酸(HEDP)、氨基三亚甲基膦酸(ATMP)进行了对比。结果表明,木钠对碳酸钙的静态阻垢率较低,20 mg/L时仅为8.24%,而HEDP达到49.86%,ATMP达到47.10%。在低投加量时,木钠的静态缓蚀率较低,并加快了碳钢的腐蚀。随着温度的升高,木钠的静态阻垢率及缓蚀率均降低。     

马尾松木素磺酸钠分散、阻垢、缓蚀性能的研究

测定了木素磺酸钠 (木钠 )在循环冷却水中的分散、阻垢和缓蚀性能。研究发现 ,由于木钠能够大幅度增加碳酸钙颗粒的Zeta电位 ,使其对碳酸钙有较好的分散作用 ;木钠能络合部分Ca2 + ,但是络合能力较弱 ,对碳酸钙的静态阻垢率较低 ,为 2 %～ 5 % ;投加量在小于 5 0× 10 -6kg/L时加快了 2 0 #碳钢的腐蚀 ,大于 10 0× 10 -6kg/L时的缓蚀率为 3%～ 2 0 % ,极化曲线显示木钠属阴极型缓蚀剂     

不同相对分子质量木质素磺酸钙在盾构砂浆中的应用

在对木质素磺酸钙进行超滤分级，并对其不同相对分子质量（M）的级分进行红外光谱表征的基础上，实验研究了不同M的级分对盾构砂浆工作性能的影响。结果表明，中高M级分对砂浆性能的影响最大，掺量为0.4%（质量分数）时，其减水率达9.4%，砂浆的流动度从193 mm提高至243 mm，3 h内砂浆的流动度损失率由71.6%降为43.0%，2 h内砂浆的泌水率由5.1%下降到1.0%。在实验的基础上，提出了可以通过适当增大M的方法提高木质素磺酸钙的应用性能。     

改性木质素磺酸盐处理含镉废水的研究

用自制的改性木质素磺酸盐处理电镀含镉废水,实验表明:在室温条件下.单体用量为1.5 mol/L,反应48 h时,可得到相对分子质量较大、絮凝效果较好的改性木质素磺酸盐.当pH控制在7,改性木质素磺酸盐用量80ms/L,絮凝60 min,室温条件下,可使含镉废水中Cd~(2+)的去除率达到99%以上.     

木质素磺酸镁对不同纤维素原料酶解的影响机制

为探讨木质素磺酸镁作为辅助添加剂在纤维原料酶解过程的作用机制,以两种木质素磺酸镁为研究对象,考察了不同来源木质素磺酸镁组构差异及其在不同纤维原料酶解过程中的作用。研究发现,商品木质素磺酸镁较自制木质素磺酸镁具有更高的磺化度,但自制木质素磺酸镁具有更高总羟基相对含量。商品木质素磺酸镁和自制木质素磺酸镁对微晶纤维素酶解均有促进作用;对于木质纤维原料酶解,两种木质素磺酸镁对水热法预处理物料均有抑制作用。对亚硫酸氢镁预处理物料酶解,仅低浓度的自制木质素磺酸镁表现出促进作用。该研究为解释木质素磺酸镁对纤维素原料酶解的影响机制提供了理论依据。     

木质素磺酸盐的膜法提纯及分级

研究利用微滤除杂+陶瓷膜酸化除盐+多级超滤工艺提纯分级木质素磺酸钠,该工艺离子去除率高,Ca~(2+)含量由90.41 mg/L降至15.53mg/L, Mg~(2+)含量由96.24mg/L降至11.77mg/L, SO_4~(2-)含量由6667.9mg/L降至224.07mg/L,离子去除率分别为82.82%, 87.77%, 96.64%,木质素磺酸钠纯度由53.42%提高到95.10%。分子量测试证实了膜法分级木质素磺酸钠的有效性,各级分产品红外光谱存在差异。该提纯分级工艺满足了高端应用中对纯度、活性、分散度的要求,工业上可因应用需求选择不同级别的级分,提升了其工业实用价值。     

木质素磺酸钠改性Ca-LDH对水泥基材料性能的影响

水滑石材料(LDHs)是一种新型多功能二维纳米材料,水泥的水化产物(AFm相)属于钙铝型水滑石系列,因LDHs优异的性能在建筑材料领域其应用前景广阔。本文以木质素磺酸钠作为改性剂,采用水热法合成了木质素磺酸盐改性LDHs(Ca-SLS-LDH),对比了改性前后Ca-LDH的表面形貌、平均颗粒尺寸和比表面积的差异,研究了不同掺量Ca-LDH对水泥凝结时间、砂浆流动性和力学性能的影响,并采用SEM、XRD和压汞仪(MIP)等方法对水泥水化产物组成和微观结构进行了分析。结果表明:Ca-SLS-LDH的平均颗粒尺寸更小,比表面积是未改性Ca-LDH的60多倍;当LDHs掺量不超过4%(质量分数)时,能够有效改善水泥石孔结构,促进水泥砂浆强度发展,掺量为6%(质量分数)时会导致孔隙率增大,强度降低。     

木质素磺酸钙/海藻酸钠渗透汽化膜的制备及性能调控

当前石化资源遇到储量有限、利用过程对环境不友好等挑战,生物质燃料乙醇作为一种替代性能源崭露头角。渗透汽化是一种分离乙醇的方式,节能、环保,开发天然高选择性渗透汽化膜成为研究热点之一。本文提出利用木质素磺酸钙（CaLS）的亲水性和成膜性,将其与天然多糖海藻酸钠（SA）进行共混,制备了不同CaLS含量的CaLS/SA交联膜。采用傅里叶红外、X射线衍射、接触角和扫描电子显微镜等方法对交联膜进行了表征和分析。结果表明,CaLS能与SA充分均匀混合,并且CaLS的加入能提高SA膜的亲水性。进一步考察了CaLS添加量和操作温度对10%水含量的乙醇溶液分离性能的影响,当CaLS/SA质量比为5%时,CaLS/SA交联膜分离因子达到2872,渗透通量达到796g/(m² · h),较纯SA膜分别提高了160%和70%,证实了CaLS在膜分离领域的应用潜力。