RU2571967C1 - Method of obtaining plasticiser for concrete mixtures - Google Patents

Method of obtaining plasticiser for concrete mixtures Download PDF

Info

Publication number
RU2571967C1
RU2571967C1 RU2014136970/03A RU2014136970A RU2571967C1 RU 2571967 C1 RU2571967 C1 RU 2571967C1 RU 2014136970/03 A RU2014136970/03 A RU 2014136970/03A RU 2014136970 A RU2014136970 A RU 2014136970A RU 2571967 C1 RU2571967 C1 RU 2571967C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
plasticiser
sodium metasilicate
phenol production
plasticizer
Prior art date
Application number
RU2014136970/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Наталья Михайловна Красиникова
Венера Хафизовна Фахрутдинова
Вадим Григорьевич Хозин
Рамиль Раилевич Кашапов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ
Наталья Михайловна Красиникова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ, Наталья Михайловна Красиникова filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ
Priority to RU2014136970/03A priority Critical patent/RU2571967C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2571967C1 publication Critical patent/RU2571967C1/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: method of plasticiser obtaining includes sulphonation of phenol production wastes by concentrated sulphuric acid, successive two-stage neutralisation of sulphomass: by sodium metasilicate (silicate module-4) and 15% solution of caustic soda (NaOH). To obtain additive in dry form the following drying of plasticiser solution to 0.5% humidity is provided. Components are taken in the following ratio, wt %: wastes from phenol production by cumene method - 3.0-5.0, concentrated sulphuric acid - 15.0÷18.0, sodium metasilicate - 5.5-8.5, caustic soda - 8.5-13.0, water - the remaining part.
EFFECT: reduction of air-involving, increase of density of concrete mixtures and density of products from them.
1 tbl

Description

Изобретение относится к строительству и промышленности строительных материалов, в частности к изготовлению добавок в цементные бетоны для пластификации бетонных смесей. The invention relates to the construction and construction materials industry, in particular to the manufacture of additives in cement concrete for plasticizing concrete mixtures.

Известен способ получения пластификатора (см. описание к патенту РФ №2323907 «Способ получения пластификатора для бетонных смесей», МПК C04B 24/22, опубл. 10.05.2008, бюл. №13), который включает сульфирование фенольной смолы - отходов производства фенола кумольным методом концентрированной серной кислотой, охлаждение реакционной массы, разбавление реакционной сульфомассы водой, поликонденсацию сульфомассы формалином, охлаждение продуктов поликонденсации, нейтрализацию продукта поликонденсации 40%-ным раствором едкого натра, смешение пеногасителя ЦОП с нейтрализованным продуктом поликонденсации и последующую сушку. Указанный способ позволяет получать пластификатор с хорошими потребительскими характеристиками, используя вредные отходы производства, параллельно решая экологические проблемы. Этот способ является наиболее близким аналогом. Недостатком способа является длительность процесса получения пластификатора из-за реакции поликонденсации сульфомассы с формалином и использование дополнительной стадии пеногашения, а также повышенное воздухововлечение при изготовлении бетонной смеси с указанным пластификатором, что влечет за собой снижение эксплуатационных характеристик получаемых бетонных изделий.A known method of producing plasticizer (see the description of the patent of the Russian Federation No. 2323390 "Method for producing plasticizer for concrete mixtures", IPC C04B 24/22, publ. 05/10/2008, bull. No. 13), which includes sulfonation of phenolic resin - waste cumene phenol concentrated sulfuric acid method, cooling the reaction mass, diluting the reaction sulfomass with water, polycondensation of sulfomass with formalin, cooling the polycondensation products, neutralizing the polycondensation product with 40% sodium hydroxide solution, mixing antifoam OP-neutralized product of polycondensation and subsequent drying. The specified method allows to obtain a plasticizer with good consumer characteristics, using hazardous waste products, while solving environmental problems. This method is the closest analogue. The disadvantage of this method is the length of the process of obtaining a plasticizer due to the polycondensation of sulfomass with formalin and the use of an additional stage of defoaming, as well as increased air absorption in the manufacture of concrete mix with the specified plasticizer, which entails a decrease in the operational characteristics of the resulting concrete products.

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.The objective of the invention is to develop a method for producing a plasticizer from phenol production wastes, in which the amount of entrained air decreases in the concrete mixture, due to which the density of the concrete mixture increases, the basic operational properties of the finished concrete product, in particular, strength, are improved.

Задача решается способом получения пластификатора, включающего сульфирование концентрированной серной кислотой отходов производства фенола (полученным кумольным методом), охлаждение реакционной массы до 60°C, с последовательной 2-стадийной нейтрализацией растворами метасиликата натрия (силикатный модуль - 4) и раствором едкого натра (15% раствор) с последующей сушкой до влажности 0,5%. Компоненты берут в следующем соотношении, мас. %:The problem is solved by a method for producing a plasticizer, including sulfonation of phenol production waste (obtained by the cumene method) with concentrated sulfuric acid, cooling the reaction mixture to 60 ° C, with sequential 2-stage neutralization with sodium metasilicate solutions (silicate module - 4) and sodium hydroxide solution (15% solution) followed by drying to a moisture content of 0.5%. The components are taken in the following ratio, wt. %:

отход производства фенола кумольным методом - 3,0-5,0,the phenol production waste by the cumene method - 3.0-5.0,

серная кислота концентрированная - 15,0-18,0,concentrated sulfuric acid - 15.0-18.0,

метасиликат натрия (силикатный модуль - 4) - 5,5-8,5,sodium metasilicate (silicate module - 4) - 5.5-8.5,

едкий натр (15% раствор) - 8,5-13,0,caustic soda (15% solution) - 8.5-13.0,

вода - остальное.water is the rest.

Сульфирование отхода производства фенола 92-98%-ной серной кислотой проводят в 4-горлой стеклянной колбе, снабженной мешалкой, термометром и обратным холодильником, при комнатной температуре загружаются последовательно серная кислота и отход производства фенола, при этом происходит разогрев реакционной массы до температуры 60-65°C, затем подключается нагрев масляной бани до температуры 150-160°C при непрерывном перемешивании процесс сульфирования ведется в течение 1,5-2,0 часов до полного завершения стадии сульфирования (до получения водорастворимой сульфомассы), охлаждение реакционной массы проводят при непрерывном перемешивании до 60°C, затем последовательно нейтрализуется реакционная масса растворами метасиликата натрия (силикатный модуль - 4) и раствором едкого натра (15% раствор) до достижения показателя pH среды 11,5-12,5 (с поддержанием температуры нейтрализации не выше 50°C). Полученный 20%-ный раствор готового пластификатора при необходимости отправляют на сушку до влажности 0,5%. Контроль полноты сульфирования осуществляют по растворимости реакционной массы в воде, по отсутствию маслянистых пятен на поверхности водного раствора пробы, по отсутствию характерного запаха органических примесей типа ацетофенола.Sulfonation of the phenol production waste with 92-98% sulfuric acid is carried out in a 4-necked glass flask equipped with a stirrer, a thermometer and a reflux condenser, sulfuric acid and phenol production waste are sequentially charged at room temperature, and the reaction mixture is heated to a temperature of 60- 65 ° C, then heating the oil bath to a temperature of 150-160 ° C is connected with continuous stirring, the sulfonation process is carried out for 1.5-2.0 hours until the sulfonation stage is completed (until water sulphomass), the reaction mass is cooled with continuous stirring to 60 ° C, then the reaction mass is sequentially neutralized with sodium metasilicate solutions (silicate module - 4) and sodium hydroxide solution (15% solution) until a pH of 11.5-12 is reached, 5 (while maintaining the neutralization temperature not higher than 50 ° C). The resulting 20% solution of the finished plasticizer, if necessary, is sent for drying to a moisture content of 0.5%. The completeness of sulfonation is controlled by the solubility of the reaction mass in water, the absence of oily spots on the surface of the aqueous sample solution, and the absence of a characteristic odor of organic impurities such as acetophenol.

Для получения пластификатора в описанном способе использованы следующие компоненты:To obtain a plasticizer in the described method, the following components were used:

- отходы производства фенола кумольным методом по ТУ 38 10286-75 следующего состава, масс. %:- waste phenol production by the cumene method according to TU 38 10286-75 of the following composition, mass. %:

Фенол 4,9-11Phenol 4.9-11

Ацетофенол 7,5-23,9Acetophenol 7.5-23.9

Диметилфенолкарбинол 2,9-19,64Dimethylphenolcarbinol 2.9-19.64

Димер-метилстирола 10,64-19,8Dimer-methylstyrene 10.64-19.8

Кумилфенол 23,9-49,0Cumylphenol 23.9-49.0

Тяжелые углеводороды 1,3-11,73Heavy hydrocarbons 1.3-11.73

Пек 4,9-13,97Peck 4.9-13.97

- серная кислота техническая по ГОСТ 2184-77- sulfuric acid technical in accordance with GOST 2184-77

- натр едкий технический по ГОСТ 2263-69- technical caustic soda according to GOST 2263-69

- метасиликат натрия по ГОСТ 13078-81*.- sodium metasilicate according to GOST 13078-81 *.

Эффективность нового пластификатора оценивалась по ГОСТ 30459-2008 «Добавки для бетонов и строительных растворов». Образцы бетона изготавливались и испытывались в соответствии с ГОСТ 10180-2012 и ГОСТ 310.1-310.4-81. Полученные составы с граничными количественными значениями и свойствами образцов для этих составов приведены в Таблице 1. В Таблице 1 также приведены показатели пластификатора-прототипа и рассчитаны показатели пластификатора по новому способу и показатели бетонной смеси с его использованием. Как видно из Таблицы 1, новый способ приготовления пластификатора с использованием компонентов в указанных пределах позволяет отказаться от процессов поликонденсации и пеногашения. Согласно ГОСТ 24211-2008 полученный пластификатор по основному критерию эффективности относится к подклассу «суперпластификаторы» (повышение марки бетонной смеси по удобоукладываемости с П1 до П5), разработанная добавка улучшает технологические и эксплуатационные показатели бетонных смесей, повышает плотность бетонных смесей и прочность изделий из них.The effectiveness of the new plasticizer was evaluated according to GOST 30459-2008 "Additives for concrete and mortar." Concrete samples were manufactured and tested in accordance with GOST 10180-2012 and GOST 310.1-310.4-81. The obtained compositions with boundary quantitative values and sample properties for these compositions are shown in Table 1. Table 1 also shows the characteristics of the prototype plasticizer and calculated the plasticizer parameters of the new method and concrete mix indicators using it. As can be seen from Table 1, a new method of preparing a plasticizer using components within the specified limits allows you to abandon the processes of polycondensation and defoaming. According to GOST 24211-2008, the obtained plasticizer according to the main criterion of effectiveness belongs to the subclass “superplasticizers” (increasing the grade of concrete mix for workability from P1 to P5), the developed additive improves the technological and operational characteristics of concrete mixtures, increases the density of concrete mixtures and the strength of products made from them.

Figure 00000001
Figure 00000001

Claims (1)

Способ получения пластификатора, включает сульфирование концентрированной серной кислотой отхода производства фенола при температуре 150-160°С в течение 1,5-2,0 часов до получения водорастворимой сульфомассы с последующим охлаждением при непрерывном перемешивании реакционной массы до температуры 60°С, с последующей двухстадийной нейтрализацией метасиликатом натрия (силикатный модуль - 4) и 15%-ным раствором едкого натра до достижения показателя рН среды 11,5-12,5, с последующей сушкой до влажности 0,5% при следующем соотношении компонентов, мас.%:
отход производства фенола кумольным методом 3,0-5,0 серная кислота концентрированная (92-98%-ный раствор) 15,0-18,0 метасиликат натрия (силикатный модуль 4) 5,5-8,5 едкий натр (15%-ный раствор) 8,5-13,0 вода остальное
A method of producing a plasticizer includes sulfonation of phenol production waste with concentrated sulfuric acid at a temperature of 150-160 ° C for 1.5-2.0 hours to obtain a water-soluble sulfomass, followed by cooling with continuous stirring of the reaction mixture to a temperature of 60 ° C, followed by a two-stage neutralization with sodium metasilicate (silicate module - 4) and 15% sodium hydroxide solution until a pH of 11.5-12.5 is reached, followed by drying to a moisture content of 0.5% in the following ratio, wt.%:
cumene method waste of phenol production 3.0-5.0 concentrated sulfuric acid (92-98% solution) 15.0-18.0 sodium metasilicate (silicate module 4) 5.5-8.5 caustic soda (15% solution) 8.5-13.0 water rest
RU2014136970/03A 2014-09-12 2014-09-12 Method of obtaining plasticiser for concrete mixtures RU2571967C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014136970/03A RU2571967C1 (en) 2014-09-12 2014-09-12 Method of obtaining plasticiser for concrete mixtures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014136970/03A RU2571967C1 (en) 2014-09-12 2014-09-12 Method of obtaining plasticiser for concrete mixtures

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2571967C1 true RU2571967C1 (en) 2015-12-27

Family

ID=55023420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014136970/03A RU2571967C1 (en) 2014-09-12 2014-09-12 Method of obtaining plasticiser for concrete mixtures

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2571967C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1089733C (en) * 1998-10-21 2002-08-28 四川联合大学 Efficient water-reducing agent for high-strength concrete and its preparing process and use
RU2323907C1 (en) * 2006-08-28 2008-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "АРОС" Generating method of fluidizing agent for concrete mixture
RU2357938C1 (en) * 2007-12-19 2009-06-10 Евгений Александрович Шошин Concrete mix admixture making process
RU2382005C1 (en) * 2008-07-23 2010-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)" Plasticiser additive to construction materials, including mineral binders

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1089733C (en) * 1998-10-21 2002-08-28 四川联合大学 Efficient water-reducing agent for high-strength concrete and its preparing process and use
RU2323907C1 (en) * 2006-08-28 2008-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "АРОС" Generating method of fluidizing agent for concrete mixture
RU2357938C1 (en) * 2007-12-19 2009-06-10 Евгений Александрович Шошин Concrete mix admixture making process
RU2382005C1 (en) * 2008-07-23 2010-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)" Plasticiser additive to construction materials, including mineral binders

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105523899B (en) A kind of clean preparation method of bisphenol compound antioxidant and application
CN106117482B (en) A kind of modified high-thin arch dam naphthalene water reducer and preparation method thereof
EP2473456B1 (en) Polycondensates having isobutylene side chain
CN104119026A (en) Concrete composite water reducing agent
RU2571967C1 (en) Method of obtaining plasticiser for concrete mixtures
RU2323907C1 (en) Generating method of fluidizing agent for concrete mixture
CN105624682A (en) Novel low-temperature polishing agent
RU2382005C1 (en) Plasticiser additive to construction materials, including mineral binders
RU2500633C1 (en) Organic-mineral modifier for fibre-cement compositions
RU2386598C1 (en) Complex additive with polyfunctional effect for cement construction systems
CN105985527A (en) New synthesis technology of highly-substituted lignosulfonate water reducer
RU2432336C1 (en) Complex additive for concrete mixture
RU2586645C1 (en) Ceramic mixture for making brick
RU2357938C1 (en) Concrete mix admixture making process
RU2143413C1 (en) Complex additive for porous concretes
RU2503636C1 (en) Raw material mixture for brick manufacturing
RU2527546C2 (en) Wasteless method of obtaining polymethylene naphthalene sulphonates with regulated low content of sodium sulphate
RU2553716C1 (en) Method of producing plasticising additive for concrete and additive obtained using said method
RU2580539C1 (en) Liquid glass composition
RU2564429C1 (en) Raw mix for obtaining of plaster materials
RU2479528C1 (en) Concrete mixture
RU2670460C1 (en) Crude mixture for making bricks
RU2574746C1 (en) Raw mix to manufacture no-fine concrete
RU2501771C1 (en) Raw material mixture for concrete production
RU2496803C1 (en) Synthetic latex and method for production thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160913