CN109721270B - 一种柚子皮提取液氧化镁缓凝剂、制备方法以及应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种柚子皮提取液氧化镁缓凝剂及其应用。该氧化镁缓凝剂通过以下步骤制得：所述氧化镁缓凝剂由以下方法制得：洗净柚子皮，将处理后的柚子皮切碎，加入酒精萃取，过滤，得提取液，将提取液加热浓缩，得到缓凝剂。相比于现有的羟基羧酸及其盐类等缓凝剂，该氧化镁缓凝剂绿色环保，价格低廉，制备过程简单，安全无毒，并且缓凝效果明显，能显著延长凝结时间。

Description

一种柚子皮提取液氧化镁缓凝剂、制备方法以及应用

技术领域

本发明属于水泥基材料外加剂，具体地说是一种柚子皮提取液氧化镁缓凝剂、制备方法以及应用。

背景技术

轻烧氧化镁由菱镁矿在700～1000℃的环境下煅烧得到，是一种重要的膨胀剂。大坝、桥墩等大体积混凝土浇注后，水泥水化产生大量水化热，引起混凝土温度升高，而在后期混凝土温度逐步降低，结构弹性模量逐步提高，约束增强，从而产生了温降收缩裂缝。在目前的技术中，通常使用铺设冷凝管，浇水等手段进行降温，需要额外的人工成本。掺入氧化镁后产生了延迟性微膨胀，从而补偿大体积混凝土的温降收缩，是一种环保节约的技术手段。轻烧氧化镁具有较高比表面积、化学活性高，摆脱了重烧氧化镁活性低、反应慢的弊端，是补偿水泥收缩的理想材料。

轻烧氧化镁的反应速度可以用阿伦尼乌斯方程计算，有研究提出，反应速度受温度影响最大。在夏季高温的环境中，混凝土中的氧化镁水化速度较快，水化产生的氢氧化镁在大体积混凝土未产生温降收缩时就会在内部引起较大膨胀，使得大体积混凝土中产生裂缝。缓凝剂具有降低水化速度、水化热和延长凝结时间的作用。目前市场上针对混凝土水化速度的缓凝剂较多，但是专门针对大体积混凝土中氧化镁水化速度的缓凝剂较少。从使用缓凝剂角度来控制轻烧氧化镁水化速度来看，既可以减少大体积混凝土裂缝的产生，又节约了成本。因此从实际工程中考虑，在高温环境中，需要通过缓凝剂去减缓氧化镁水化速度。目前常用缓凝剂按结构分主要有木质素磺酸盐类及其衍生物、纤维素衍生物、羟基羧酸及其盐类和无机类等，其中部分缓凝剂对水泥有缓凝作用，但是对于氧化镁水化不产生作用。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种柚子皮提取液氧化镁缓凝剂。本发明另一目的提供了该柚子皮提取液的制备方法。本发明还提供了该柚子皮提取液氧化镁缓凝剂在混凝土中的应用。

技术方案：本发明第一方面提供了一种柚子皮提取液氧化镁缓凝剂，所述氧化镁缓凝剂由以下方法制得：洗净柚子皮，将处理后的柚子皮切碎，柚子皮与酒精的料液比为0.2-0.5mg/ml，加入酒精萃取，过滤，得提取液，将提取液加热浓缩，得到缓凝剂。

优选地，所述柚子皮由质量比为1:1-4的外果皮(exocarp)和中果皮(mesocarp)组成。

优选地，所述萃取时间5min～72h，萃取温度为10～60℃。

优选地，所述浓缩的浓缩程度为1-4，浓缩程度为提取液体积与浓缩液体积比。

优选地，酒精的浓度为75％～99.5％。

本发明第二方面提供了一种柚子皮提取液作为氧化镁缓凝剂的应用。

本发明第三方面提供了一种柚子皮提取液氧化镁缓凝剂的制备方法，包括以下步骤：洗净柚子皮，将处理后的柚子皮切碎，柚子皮与酒精的料液比为0.2-0.5mg/ml，加入酒精萃取，过滤，得提取液，将提取液加热浓缩，得成品。

优选地，所述柚子皮由质量比为1:1-4的外果皮和中果皮组成。

所述萃取时间5min～72h，萃取温度为10～60℃；所述浓缩的浓缩程度为1-4；酒精的浓度为75％～99.5％。

上述柚子皮提取液氧化镁缓凝剂在混凝土中的应用。

优选地，所述氧化镁缓凝剂的掺量为氧化镁质量的0.5％～2.0％。

所述应用方法为：将所述氧化镁缓凝剂与氧化镁加水进行预拌合，然后再将预拌合物掺入混凝土中，预拌合时，水和氧化镁的比例与水灰比相同。

有益效果：(1)柚子皮中的有机酸、柚皮甙、黄色素等有机成分和氧化镁分子络合，减缓了水化速度，降低了水化热，从而延长了氧化镁的凝结时间；(2)本发明提供的缓凝剂，能够显著减缓氧化镁水化速度，适合在夏季高温的环境和其他需要减缓氧化镁水化速度的工程中使用；(3)本发明对柚子皮原料容易获得，制备工艺简单，且对柚子皮进行回收利用，符合环保节能的理念，绿色环保，价格低廉，容易推广。

具体实施方式

下面结合具体实例对本发明做进一步说明，但不限于实例。

本发明所用浓缩程度为原提取液体积和浓缩液体积的比值，缓凝剂掺量为缓凝剂和氧化镁的质量比。

本发明中的“氧化镁”采用的轻烧氧化镁，煅烧温度为700～1000℃。

本实例中的环境温度为25℃，水和氧化镁比例为195：500。

本实例中采用的酒精浓度为95％。

实施例1：将柚子皮清洗干净，剪去部分白瓤(中果皮)，使得中果皮和外果皮的质量比为1:1，将处理后的柚子皮切碎放入3倍质量的酒精中浸泡，在25℃下萃取24h，然后过滤得到100％浓缩程度的氧化镁缓凝剂。将该缓凝剂以氧化镁质量1％的掺量加入水和氧化镁中，均匀搅拌，制成标准试件1，测得初凝时间和终凝时间，数据记录到表1。

实施例2：将柚子皮清洗干净，剪去部分白瓤(中果皮)，使得中果皮和外果皮的质量比为1:1，将处理后的柚子皮切碎放入3倍质量的酒精中浸泡，在25℃下萃取24h，然后过滤得到提取液，在50℃下加热浓缩到原体积的1/2，得到200％浓度的氧化镁缓凝剂。将该缓凝剂以氧化镁质量1％的掺量加入水和氧化镁中，均匀搅拌，制成标准试件2，测得初凝时间和终凝时间，数据记录到表1。

实施例3：将柚子皮清洗干净，剪去部分白瓤(中果皮)，使得中果皮和外果皮的质量比为1:1，将处理后的柚子皮切碎放入3倍质量的酒精中浸泡，在25℃下萃取24h，然后过滤得到提取液，在50℃下加热浓缩到原体积的1/2，得到200％浓度的氧化镁缓凝剂。将该缓凝剂以氧化镁质量2％的掺量加入水和氧化镁中，均匀搅拌，制成标准试件，测得初凝时间和终凝时间，数据记录到表1。

对照1：不加柚子皮提取液，将轻烧氧化镁与水按量拌合，测得初凝时间和终凝时间，数据记录到表1。

本发明中氧化镁凝结时间测试方法参照GB/T1346～2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》的方法进行。

表1掺入氧化镁缓凝剂试样与对照试样的工艺参数及凝结时间对比

实验数据表明，与对照组相比，该缓凝剂掺量为2％，浓缩程度为200％时，初凝时间延长了75％，终凝时间延长了43％，从以上结果可看出，本发明所制备的柚子皮提取液缓凝剂对轻烧氧化镁具有非常好的缓凝效果，显著延长了凝结时间，为需要减缓氧化镁水化速度的施工要求提供了保障。

缓凝剂在混凝土中的应用：

实施例4：取实施例2中的氧化镁缓凝剂，将混凝土配合比为水泥：氧化镁：水：砂：石＝304：16：160：620：1203制成两组150mm×150mm×150mm的标准试块，其中一组掺入氧化镁质量1％的柚子皮提取液对氧化镁进行改性作为改造组，另一组不对氧化镁改性作为对照组。在20℃，95％相对湿度下养护至1d，3d，28d龄期，测其抗压强度，数据记录表2。

表2掺入氧化镁缓凝剂试样与对照试样的抗压强度对比。

实验数据表明，掺入柚子皮提取液缓凝剂的混凝土1d强度低于对照组，但是3d强度与对照组接近，28d强度高于对照组，这是因为掺入柚子皮缓凝剂延缓了氧化镁的水化，使得氧化镁的膨胀与水泥收缩时间更好地配合，使得混凝土结构更加密实。

Claims (10)

1.一种柚子皮提取液氧化镁缓凝剂，其特征在于，所述氧化镁缓凝剂由以下方法制得：洗净柚子皮，将处理后的柚子皮切碎，柚子皮与酒精的料液比为0.2-0.5mg/ml，加入酒精萃取，过滤，得提取液，将提取液加热浓缩，得到缓凝剂。

2.根据权利要求1所述的柚子皮提取液氧化镁缓凝剂，其特征在于，所述柚子皮由质量比为1:1-4的外果皮和中果皮组成。

3.根据权利要求1所述的柚子皮提取液氧化镁缓凝剂，其特征在于，所述萃取时间5min~72h，萃取温度为10~60℃。

4.根据权利要求1所述的柚子皮提取液氧化镁缓凝剂，其特征在于，所述浓缩的浓缩程度为1-4；所述浓缩程度为原提取液体积和浓缩液体积的比值。

5.一种如权利要求1所述的柚子皮提取液作为氧化镁缓凝剂的应用。

6.一种柚子皮提取液氧化镁缓凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：洗净柚子皮，将处理后的柚子皮切碎，柚子皮与酒精的料液比为0.2-0.5 mg/ml，加入酒精萃取，过滤，得提取液，将提取液加热浓缩，得成品。

7.根据权利要求6所述的柚子皮提取液氧化镁缓凝剂的制备方法，其特征在于，所述柚子皮由质量比为1:1-4的外果皮和中果皮组成。

8.权利要求1~4任一所述的柚子皮提取液氧化镁缓凝剂在混凝土中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述氧化镁缓凝剂的掺量为氧化镁质量的0.5%~2.0%。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述应用方法为：将所述氧化镁缓凝剂与氧化镁加水进行预拌合，然后再将预拌合物掺入混凝土中，预拌合时，水和氧化镁的比例与水灰比相同。