造纸黑液的物化性能及改性为砂浆外加剂的应用研究

发布时间：2017-06-28 20:20

  本文关键词：造纸黑液的物化性能及改性为砂浆外加剂的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：造纸黑液是工业废水的主要来源。造纸黑液中含有大量工业碱木质素,以及未降解的半纤维素、糖类和无机盐。黑液中的各组分有助于分散水泥颗粒、延长凝结时间,但目前却很少有造纸黑液用做砂浆外加剂的研究报道。本论文研究了不同来源木质素的物化性能,从分子结构的角度揭示其对砂浆应用性能的影响;采用物理复配和胺化反应两种手段对造纸黑液进行改性,制备出两种砂浆外加剂,并与商品化产品进行比较,评价其作为砂浆外加剂的可行性。主要结论如下:与松木碱木质素相比,甘蔗渣碱木质素具有更高的木质素含量和纯度,分子结构中酚羟基和羧基含量高,甲氧基含量低。甘蔗渣黑液的表面活性更高,起泡性能和稳泡性能更好,相同条件下,砂浆的用水量少,堆积密度低,保水率高,稠度损失小,后期强度大。通过单因素实验,研究了各种助剂对湿拌砂浆堆积密度、保水率、稠度损失和凝结时间的影响,确定了改性砂浆外加剂的最优配比(按质量分数计)为:74.5%的造纸黑液,1.8%的消泡剂,0.7%的减水剂,1.3%的引气剂,6.7%的增稠剂和15.0%的缓凝剂复配。当制备出的砂浆外加剂产品MBL的掺量为2%时,砂浆的初期堆积密度为1850kg/m3,4h稠度损失21.5%,保水率为88.7%,凝结时间23.76h,后期强度比最大为146%,各方面性能达到JG/T426-2013标准,效果甚至优于商品化砂浆外加剂产品。研究了甲醛和乙二胺的用量对造纸黑液胺化反应产物性能的影响。当黑液用量为87g,甲醛用量为16g,乙二胺用量为10g时,经胺化改性的产品可用于砂浆中。当外加剂掺量为0.3%时,砂浆达到标准稠度时的用水量为280g;堆积密度为1788 kg/m3,保水率为89.1%,但是稠度损失达到46.7%,超过30%,故在实际工程中,该体系还需复配缓凝剂使用。机理研究表明,胺化改性聚合物产品主要是通过微小气泡的润滑作用和引气作用,以及分子间的静电斥力作用使水泥颗粒分散开来,达到分散稳定的效果。
【关键词】：造纸黑液 物理复配 胺化改性 砂浆 应用性能
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X793;TQ177.6
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 绪论12-24
• 1.1 商品砂浆概述12-15
• 1.1.1 商品砂浆的分类12-13
• 1.1.2 商品砂浆的组成13-15
• 1.2 砂浆外加剂的分散机理及研究进展15-18
• 1.2.1 砂浆外加剂的分散机理16
• 1.2.2 传统砂浆外加剂的研究现状与局限16-18
• 1.3 木质素的应用研究18-22
• 1.3.1 木质素的结构18-19
• 1.3.2 木质素的来源19-20
• 1.3.3 木质素的综合应用20-21
• 1.3.4 木质素改性为建材外加剂的应用研究21-22
• 1.4 本论文的研究意义和内容22-24
• 1.4.1 本论文的研究意义22-23
• 1.4.2 本论文的研究内容23
• 1.4.3 本论文的创新点23-24
• 第二章 实验技术与测试方法24-32
• 2.1 实验原料与仪器24-25
• 2.1.1 主要实验原料与试剂24-25
• 2.1.2 实验仪器25
• 2.2 黑液的物理复配及改性工艺25-26
• 2.2.1 黑液的物理复配25-26
• 2.2.2 黑液的胺化改性26
• 2.3 木质素基砂浆外加剂的物化性能表征26-29
• 2.3.1 灰分含量的测定26
• 2.3.2 紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）测试26
• 2.3.3 红外吸收光谱（IR）测定26-27
• 2.3.4 酚羟基含量测定27
• 2.3.5 羧基含量测定27
• 2.3.6 甲氧基含量测定27
• 2.3.7 元素分析27
• 2.3.8 zeta电位测定27-28
• 2.3.9 特性黏度测定28
• 2.3.10 表面张力测试28
• 2.3.11 起泡性能测试28-29
• 2.4 木质素基砂浆外加剂的应用性能表征29-32
• 2.4.1 砂浆的制备29
• 2.4.2 砂浆的稠度测定29
• 2.4.3 砂浆堆积密度的测定29
• 2.4.4 砂浆保水率的测定29-30
• 2.4.5 砂浆凝结时间的测定30
• 2.4.6 硬化砂浆的强度性能30-32
• 第三章 黑液的物化性能及在砂浆中的应用性能32-43
• 3.1 引言32
• 3.2 不同来源的黑液的物化性能32-36
• 3.2.1 木质素的含量32-34
• 3.2.2 主要官能团含量34
• 3.2.3 元素分析34-35
• 3.2.4 溶液的表面张力35
• 3.2.5 溶液的起泡性能35-36
• 3.3 不同来源的黑液在砂浆中的应用性能36-42
• 3.3.1 黑液对砂浆用水量的影响36-37
• 3.3.2 黑液对砂浆堆积密度的影响37-38
• 3.3.3 黑液对砂浆稠度的影响38-39
• 3.3.4 黑液对砂浆保水率的影响39-40
• 3.3.5 黑液对砂浆凝结时间的影响40-41
• 3.3.6 黑液对砂浆强度性能的影响41-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 复配改性制备木质素基砂浆外加剂的工艺研究43-62
• 4.1 引言43
• 4.2 木质素基砂浆外加剂的制备工艺研究43-57
• 4.2.1 消泡剂对新拌砂浆性能的影响研究43-45
• 4.2.2 表面活性剂对新拌砂浆性能的影响研究45-50
• 4.2.3 减水剂对新拌砂浆性能的影响研究50-51
• 4.2.4 增稠剂对新拌砂浆性能的影响研究51-54
• 4.2.5 缓凝剂对新拌砂浆性能的影响研究54-57
• 4.3 复合型木质素砂浆外加剂在砂浆中的应用性能57-61
• 4.3.1 复合外加剂对砂浆堆积密度的影响58
• 4.3.2 复合外加剂对砂浆稠度性能的影响58-59
• 4.3.3 复合外加剂对砂浆保水性能的影响59-60
• 4.3.4 复合外加剂对砂浆凝结时间的影响60
• 4.3.5 复合外加剂对砂浆强度的影响60-61
• 4.4 本章小结61-62
• 第五章 胺化改性木质素基砂浆外加剂的工艺研究62-72
• 5.1 引言62
• 5.2 胺化改性木质素基砂浆外加剂的工艺优化62-65
• 5.2.1 甲醛用量对木素胺系砂浆外加剂性能的影响63-64
• 5.2.2 乙二胺用量对木素胺系砂浆外加剂性能的影响64-65
• 5.3 木质素基砂浆外加剂的结构表征65-70
• 5.3.1 元素分析和特性黏度65-66
• 5.3.2 红外光谱66-67
• 5.3.3 等电点测定67-68
• 5.3.4 表面张力68
• 5.3.5 起泡性能68-70
• 5.4 木质素基砂浆外加剂产品对砂浆分散稳定性的作用机理初探70
• 5.5 本章小结70-72
• 结论与展望72-74
• 参考文献74-84
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果84-85
• 致谢85-86
• 答辩委员会对论文的评定意见86

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