CS254165B1 - Sposob výroby stabilizovaného iignínsnifonanu scdného - Google Patents

Description

Predmetom vynálezu je sposob výroby lignínsulfonanu sodného ako plastlfikačnej přísady pre stavebníctvo.

Pri výrobě plastifikovaného betonu homogenizáciou zmesi štrkopiesku, cementu a vody najčastejšie používanou plastifikačnou přísadou u nás je Plastifikátor S. Příprava plastifikovaného betonu použitím tejto přísady vykažujé nedostatok, pretože samotná přísada pri čerpaní pění. Okrem toho pri miešaní komponentov betonu použitím tejto přísady dochádza k nežiadúcemu zanášaniu bublin vzduchu do betonu a tým aj k zvyšovaniu celkového obsahu vzduchu v betone. To sposobuje zhoršenie vlastností vytvrdnutého betonu. K zvýšeniu obsahu vzduchu a k zníženiu kvality dochádza aj použitím Plastifikátora S pri výrobě malty. Ďalšou nevítanou vlastnosťou Plastifikátora S je, že nemá stabilizované stekucovacie vlastnosti, čo sťažuje spotřebitelovi jeho aplikáciu. Pozitívnou vlastnosťou okrem jeho dobrej stekucovacej schopnosti Plastifikátora S je, že jeho zložky majú aj retardačně vlastnosti na tuhnutie betonu, čo umožňuje výrobu plastifikovaného transportbetónu. Tento možno dopravovat čerpadlami alebo nákladnými autami na váčšie vzdialenosti a to bez rizika jeho vytvrdnutia už počas dopravy.

Uvedené nedostatky sa odstraňujú využitím tohto vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že sulfitové výluhy a/alebo sulfitové výpalky s obsahom alebo bez obsahu sacharidov vopred stabilizujú svoje vlastnosti odštěpením aldehydicky viazaného oxidu siřičitého a odstránením kyseliny siřičite! z reakčného roztoku v kyslom alebo v alkalickom prostředí, pričom vzniknu siričitany, sírany a uhličitany kationtu vápnika a sodíka, z ktorých siričitan, síran a uhličitan vápnika možno oddělit před a/alebo po dekalcinácii, pričom dekalcinácia sa prevedie použitím uhličitanu alebo síranu sodného, čím sa získá číry roztok lignínsulfonanu sodného, ktorý vynikajúce plastifikačné účinky nadobudne úpravou pH roztoku a přidáním odpeňovadla, ale aj tým, že obsah sacharidickej zložky pri príprave sa nezmění.

Stabilizácia vlastností sa prevedie za teploty roztoku 30—95 °C pri pH = 2 až 9,5 počas V2 hodiny až 24 hodin v kyslej oblasti, využijúc kyslej reakcil sulfitových výluhov a/alebo sulfitových výpalkov alebo v alkalickej oblasti účinkom hydroxidu vápenatého a/alebo hydroxidu sodného a/alebo uhličitanu sodného, pričom po oddělení vzniklej zrazeniny dekalcináciou sa získá lignínsulfovan sodný, pričom dekalcinácia sa prevedie použitím takého množstva uhličitanu sodného alebo síranu sodného, že roztok připraveného lignínsulfonanu sodného neobsahuje viacej ako 0,5 až 2,5 % oxidu vápenatého počítané na sušinu roztoku, čo je ďalšia podmienka na získanie plastifikačnej přísady s vynikajúcimi stekucovacími účinkami. Aby roztok připraveného lignínsulfonanu sodného nepenil a neprevzdušňoval beton a maltu, upraví sa jeho reakcia na pH = 6 až 8 účinkom hydroxidu hodného alebo kyseliny sírovej, získaný roztok sa zmieša u výrobců alebo u spotrebitela s odpeňovadlom alebo ich zmesou ako sú kopolyméry etylénoxidu, napr. s propylénoxidom alebo nenasýtenými mastnými kyselinami, alebo s mastnými alkolami, alebo so živičnými kyselinami ako aj kopolyméry derivátu nonylfenolu s oxymetylovaním etylénoxidom, odpeňovačmi rastlinného oleja, organokremičitých odpeňovačov ako je Ista D 2, Lukosan, Lukoil, oxyetylované deriváty alkylfenolu alebo oleja tálového, terpentínového, etylhexanolu v takom množstve, aby objem vzduchu v betónovej alebo maltovej zmesi nepresiahol viacej ako 2 % oproti základu.

Uvedeným postupom získá sa plastifikačná přísada s vynikajúcimi stekucovacími účinkami, ktorá nepení, betónovú alebo maltovú zmes neprevzdušňuje, avšak retarduje, a preto je vhodná pri výrobě plastifikovaného transportbetónu. Význačné zlepšuje spracovatefnosť betónovej zmesi alebo cementovej malty, umožňuje skrátiť dobu vibrácie, čím šetří elektrickou energiou, zariadením a pracovnými silami. Jeho použitie umožní dosiahnuť 10—20%-nú úsporu cementu a pri výrobě betonu použiť aj drveným získané kamenivo, ktoré je bez plastifikačných přísad ťažko spracovatefné.

Princip nového sposobu výroby lignínsulfonanu sodného ako plastlfikačnej přísady osvetlujú ale neobmedzujú tieto příklady.

Příklad 1

800 litrov zahuštěného sulfovitového výluhu o konc. 41,8 % a pH = 4,68 s obsahom 21,8 % monosacharidov stabilizuje svoje chemické zloženie a fyzikálně vlastnosti při teplote 70 °C a reakčnej době 12 hodin tým, že z roztoku záhrevom sa vypudí volná kyselina siřičitá a časť aldehydicky viazaného oxidu siřičitého. Roztok sa potom zriedi s 5 800 litrami vody, za miešania pričerpá sa 7 400 litrov roztoku s obsahom 1 343 kg uhličitanu sodného, vyhřeje sa na teplotu 70 °C a nechá sa ďalej stabilizovat po dobu 5 až 10 dní, pričom dojde k ďalšiemu odštepovaniu aldehydicky viazanému oxidu siřičitého za súčasnej tvorby lignínsulfonanu sodného, vodorozpustného síranu a siričitanu sodného a nerozpustných zrazením uhličitanu vápenatého, síranu vápenatého a siričitanu vápenatého, ktoré ako nerozpustné soli odsedimentujú.

Dekantáciou roztoku získá sa 32 800 litrov čirého lignínsulfonanu sodného s obsahom 0,5 % oxidu vápenatého. Účinkom roztoku NaOH o konc. 20 °/o upraví sa reakcia roztoku na pH = 7,5. Do získaného roztoku přidá sa ako odpeňovač 88,43 litrov kopolyméru etylénoxidu s propylénoxidom a obsahom frakcii a molekulovou hmotnosťou 1 000—2 000. Takto upravený roztok lignínsulfonanu sodného je hotová plastifikačná přísada použitelná pri výrobě betonu alebo malty. Pri aplikovaní 0,10 až 0,5 kg sušiny tejto přísady na 100 kg cementu zvýši sa oproti základu obsah vzduchu v betone alebo v maltě maximálně o 2 %, čo je přípustné normou. Přísada nepení a nakoíko obsahuje retardajúce zložky ako sú monusacharidy a zlúčeniny lignínsulfonanu je vhodná pre výrobu transportbetónu. Takto upravený roztok lignínsulfonanu sodného je hotová plastifikačná přísada použitelná pri výrobě betonu alebo malty. Roztok po príprave o po 5mesačnom uskladnění vykazoval nezmenené vlastnosti: pH - 6,8, pri čerpaní roztok nepenil a betonová zmes s obsahom 340 g cementu SPC 325 pri pomere vody ku cementu V/c = 0,303 a pri 0,3 kg sušiny bisulfitanu sodného na 100 kg cementu vyhovovala betonová zmes obsahu vzduchu 1,3 °/o. Nakolko roztok obsahuje retardujúce zložky ako sú monosacharidy a lignínsulfonan sodný přísada je vhodná pre výrobu transportbetónu. Pri uvedených pomeroch, začiatok doby tuhnutia sa predížil z póvodných 2,5 hodiny na 5 hodin. P r í k 1 a d 2 _

700 litrov sulf. výluhu o konc. 10 % pri teplote 90 °C sa zalkalizuje na pH = 9 za miešania s 223 litrami hydroxidu vápenatého o konc. 13,8 % oixdu vápenatého. Roztok nechá sa v kfude reagovat 4 hodiny za vzniku sedimentu siričitanu vápenatého, síranu vápenatého a roztoku lignínsulfonanu vápenatého so stabilizovanými vlastnosťami. Círy roztok od sedimentu oddělí sa dekantáciou, pričom sa získá 10 000 litrov čirého roztoku, z ktorého po zahuštění na odparke sa získá 2 100 litrov lignínsulfonanu vápenatého o konc. 40 %. Zahuštěním získaný roztok dekalcinuje sa takým množstvom uhličitanu sodného, až obsah oxidu vápenatého aj po zriedení vodou na objem 3 100 litrov klesne pod 2,5 % počítané na sušinu. Dekalcinovaný roztok nechá sa 10 dní sedimentovať pri 70 °C, usadený sediment uhličitanu vápenatého, síranu vápenatého, siričitanu vápenatého sa oddělí dekantáciou. Číry dekantát lignínsulfonanu sodného sa upraví kyselinou sírovou na pH = 6,5 a energicky sa premieša so zmesou odpeňovača, ktorý pozostáva s 1 dielu kopolyméru etylénoxidu s propylénoxidom s mol. hmotnosfou 400 až 2 400 a z 1 dielu kopolyméru etylénoxidu s mastnými alkoholami, ktoré sa použijú v takom množstve, aby objem vzduchu v betónovej zmesi nepresiahol 2 % oproti základu a to pri použití 0,1 kg až 0,5 kg sušiny plastifikačnej přísady lignínsulfonanu sodného na 100 kg cementu. Pri preprave 1 m³ betónovej zmesi s obsahom 340 kg cementu SPC 325 možno použitím 1,02 kg sušiny připraveného lignínsulfonanu sodného znížiť množstvo rozrábacej vody o 13 °/o, zachová sa přitom dobrá spracovatefnosť zmesi, pričom 28d.ňové pevnosti betónou v tlaku stúpnu o 60 % oproti základu, kde plastifikačná přísada neholá použitá. Po 5mesačnom skladovaní lignínsulfonanu sodného sušina sa změnila o 0,2 °/o, pH roztoku o hodnotu 0,1 prevzdušnenia betónovej zmesi sa nepřeměnilo. Betonová zmes obsahovala 1,1 % vzduchu. Pevnosti zatvrdnutého betonu s použitím tých istých materiálov boli prakticky tie isté ako u výrobců před skladováním.

Příklad 3

000 litrov lignínsulfonanu sodného, připraveného podfa příkladu 1 alebo příkladu 2, sa zmieša s odpeňovačom pozostávajúceho zo zmesi 1 dielu kopolyméru etylénoxidu s propylénoxidom ku 1 dielu organokremičitého odpeňovača, ako je Lukosan ku 1 dielu kopolyméru propylénoxidu s mastnými alkoholmi v takom množstve, aby objem vzduchu v betónovej zmesi pri použití 0,1 kilogramu až 0,5 kg sušiny na 100 kg cementu sa nezvýšil viac ako o 2 % oproti základu, pri ktorom sa připravená plastifikačná přísada nepoužila. Okyselením a následnou titráciou roztoku chloramínu nedokázala sa přítomnost aldehydicky viazaného oxidu siřičitého vo vzorke. Skúškou penivosti na přístroji ROS - Millesa, pri ktorej sa meria výška vzniklej pěny pri přetečení 200 ml skúšanej vzorky podfa příkladu 1 a 3 pripravenej plastifikačnej přísady výška pěny ihned' po príprave vzorky bola 5 m/m a po 5mesačnom skladovaní 4,5 m/m meraní pri teplote 40 °C a koncentrácii vzorky 330 g/1. Pri príprave 1 m³ betónovej zmesi z použitých 340 kg cementu SPC 325 vnesením do zámesy 1,02 kg lignínsulfonanu sodného, pri znížení obsahu zámesnej vody o« 15 °/o, ale pri překonaní rovnakej spracovatefnosti betónovej zámesy a zachovaní 28dňových pevností zatvrdnutého betonu možno ušetřit 61,2 kg cementu v porovnaní so základom, kde sa plastifikačná přísada nepoužila.

Lignínsulfonan sodný ako plastifikačnú přísadu možno použit v stavebníctve pri výrobě plastifikovaného transportbetónu, pri stavbě diafnic, vodných priehrad, betonových parkovísk, startovacích dráh letísk, pri výrobě prevzdušneného betonu a ako retardér do rýchlo tuhnúcich cementov. V organickej chémii možno ho použit pri výrobě farieb a pri výrobě syntetických trieslív. V geologickom prieskume možno ho použit ako retardér pri cementácii sond a na spevňovanie pódy injektážou. Velkou výhodou je, že na výrobu plastifikačnej přísady použije odpad celulózopapierenského priemyslu, jeho využitím znižuje sa znečisťovanie životného prostredia a dochádza ku komplexnejšiemu využitiu drevnej hmoty.

251165

Jeho aplikáciou v stavehníctve dojde k úspoře 10 až 20 % cementu v případe, že výrobca zachová pevnostně hodnoty, ktoré má vytvrdnutý betón rovnakého zloženia, ale bez použitia plastifikačnej přísady.

PREDMET

Claims (1)

1. PREDMET

   Sposob výroby stabilizovaného lignínsulfonanu sodného, vyznačený tým, že sa na sulfitové výluhy a/alebo na sulfitové výpalky s obsahom alebo bez obsahu sacharidov posobí hydroxidom vápenatým a/alebo hydroxidom sodným a/alebo uhličitanom sodVYNÁLEZU ným pri teplote 30 až 95 °C, pH 2 až 9,5 po dobu 0,5 až 24 h, pričom vzniklá zrazenina sa oddělí v tejto fáze a/alebo po dekalcinácii a získaný roztok sa upraví na pH 6 až 8 hydroxidom sodným alebo kyselinou sírovou.

   Severografia, n. p. závod 7, Most

   Cena 2,40 Kčs