一种高效环保混凝土减水剂及其制备方法与流程

本发明涉及混凝土领域，具体涉及一种高效环保混凝土减水剂及其制备方法。

背景技术：

减水剂是一种在维持混凝土坍落度基本不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂。大多属于阴离子表面活性剂，有木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛聚合物等。加入混凝土拌合物后对水泥颗粒有分散作用，能改善其工作性，减少单位用水量，改善混凝土拌合物的流动性；或减少单位水泥用量，节约水泥。

申请号为cn201911398647.3的专利公开了一种萘系高效减水剂的制备方法，采用洗油、浓硫酸、甲醛、木质素磺酸钠等原材料制备萘系高效减水剂；在磺化反应过程中加入洗油替代部分工业萘，以此减少磺化反应时间，提高生产效率；在中和反应过程中加入木质素磺酸钠溶液，让木质素磺酸钠也充分参与到了中和反应，提高了成品的产量，节约了生产成本，但仍然存在以下不足之处：(1)该萘系高效减水剂减水效率低，生产工艺复杂，对环境造成的污染大；(2)该萘系高效减水剂为水剂，难以储存以及运输，制成粉剂需要对其进行蒸发浓缩，但是现有的蒸发浓缩设备效率低，蒸发过程中易于污染环境。

技术实现要素：

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供了一种高效环保混凝土减水剂及其制备方法：(1)通过将水加热至85℃～100℃，依次加入木质素磺酸钙、对氨基苯磺酸、苯酚和氢氧化钠，边搅拌边反应1～2小时，得到第一反应物，向第一反应物加入甲醛，继续搅拌，进行缩合反应8～10小时，得到第二反应物，将第二反应物干燥成为粉剂，得到该高效环保混凝土减水剂，解决了现有的减水剂减水效率低，生产工艺复杂，对环境造成的污染大的问题；(2)将第二反应物通过输液泵从蒸发干燥设备的进料管加入至蒸发浓缩仓的内腔中，第二反应物落至相邻加热板之间，通过卸料气缸推动卸料刮板移动至汇集槽远离安装管的一端，驱动电机运转通过第二传动齿轮、第一传动齿轮带动了第二联动轴、第一联动轴转动，从而带动了若干个蒸发传动齿轮以及传动齿形带转动，进而带动了若干个粉碎板、刮料板在相邻加热板之间的区域持续转动，通过若干个加热板对第二反应物进行加热，使第二反应物中的水分蒸发，生成水蒸气，从冷凝水输送管向内套管中输送冷凝水，将水蒸气从水蒸气输出管输出蒸发浓缩仓，经过水蒸气输送管输送至外套管的内腔中，水蒸气遇到冷凝水降温液化，经过排液管排出，其中的气体经过排气管排出，待第二反应物中的水分蒸干，得到块状的减水剂半成品，减水剂半成品经过粉碎板上的粉碎齿粉碎成粉末，经过刮料板输送至汇集槽中，通过卸料气缸的活动杆收缩带动卸料刮板移动将粉末状的减水剂半成品输送至安装管，经过出料管排出收集，解决了现有的蒸发浓缩设备效率低，蒸发过程中易于污染环境的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种高效环保混凝土减水剂，包括以下重量份组分：

木质素磺酸钙10～20份、对氨基苯磺酸15～30份、苯酚5～15份、氢氧化钠4～8份、甲醛18～40份、水50～100份；

该高效环保混凝土减水剂由以下步骤制备得到：

步骤一：将水加热至85℃～100℃，依次加入木质素磺酸钙、对氨基苯磺酸、苯酚和氢氧化钠，边搅拌边反应1～2小时，得到第一反应物；

步骤二：向第一反应物加入甲醛，继续搅拌，进行缩合反应8～10小时，得到第二反应物；

步骤三：将第二反应物干燥成为粉剂，得到该高效环保混凝土减水剂。

作为本发明进一步的方案：一种高效环保混凝土减水剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将50～100重量份的水加热至85℃～100℃，依次加入10～20重量份的木质素磺酸钙、15～30重量份的对氨基苯磺酸、5～15重量份的苯酚和4～8重量份的氢氧化钠，边搅拌边反应1～2小时，得到第一反应物；

步骤二：向第一反应物加入18～40重量份的甲醛，继续搅拌，进行缩合反应8～10小时，得到第二反应物；

步骤三：将第二反应物通过输液泵从蒸发干燥设备的进料管加入至蒸发浓缩仓的内腔中，第二反应物落至相邻加热板之间，启动卸料气缸，卸料气缸推动卸料刮板移动至汇集槽远离安装管的一端；

步骤四：启动驱动电机，驱动电机运转通过第二传动齿轮、第一传动齿轮带动了第二联动轴、第一联动轴转动，从而带动了若干个蒸发传动齿轮以及传动齿形带转动，进而带动了若干个粉碎板、刮料板在相邻加热板之间的区域持续转动；

步骤五：启动加热板中的加热丝，通过若干个加热板对第二反应物进行加热，使第二反应物中的水分蒸发，生成水蒸气；

步骤六：从冷凝水输送管向内套管中输送冷凝水，将水蒸气从水蒸气输出管输出蒸发浓缩仓，经过水蒸气输送管输送至外套管的内腔中，水蒸气遇到冷凝水降温液化，经过排液管排出，其中的气体经过排气管排出；

步骤七：待第二反应物中的水分蒸干，得到块状的减水剂半成品，减水剂半成品经过粉碎板上的粉碎齿粉碎成粉末，经过刮料板输送至汇集槽中，通过卸料气缸的活动杆收缩带动卸料刮板移动将粉末状的减水剂半成品输送至安装管，经过出料管排出收集，得到该高效环保混凝土减水剂。

作为本发明进一步的方案：所述蒸发干燥设备包括蒸发浓缩仓、冷凝机构、驱动电机、传动箱、卸料气缸、出料管、安装管、水蒸气输出管、进料管，所述蒸发浓缩仓的一侧上方设置有冷凝机构，所述蒸发浓缩仓其中一个侧面的一侧边缘位置安装有传动箱，所述传动箱的一端上安装有驱动电机，所述蒸发浓缩仓其中一个侧面的另一侧边缘位置安装有安装管，所述安装管的底部安装有出料管，所述安装管的一端安装有安装管，所述蒸发浓缩仓的一端顶部边缘位置安装有水蒸气输出管，所述蒸发浓缩仓的两端顶部边缘位置均安装有进料管。

作为本发明进一步的方案：所述蒸发浓缩仓的内腔接近安装管的一侧底部开设有汇集槽，所述蒸发浓缩仓的内腔底部在汇集槽一侧等距安装有若干个加热板，所述加热板的内部设置有加热丝，所述若干个所述加热板的两端上分别架设有第一联动轴、第二联动轴，所述第一联动轴的一端上套接有第一传动齿轮，所述第二联动轴的一端上套接有第二传动齿轮，所述第一传动齿轮、第二传动齿轮位于同一直线上，所述第一传动齿轮、第二传动齿轮均位于传动箱的内腔中，所述第一传动齿轮、第二传动齿轮之间通过齿形带传动连接，所述第一联动轴、第二联动轴上均等距套接有若干个蒸发传动齿轮与若干个安装板，若干个所述安装板分别安装在若干个加热板的顶部。

作为本发明进一步的方案：所述第一联动轴上的若干个蒸发传动齿轮和第二联动轴上的若干个蒸发传动齿轮一一对应且通过传动齿形带传动连接，所述传动齿形带的外表面上安装有若干个粉碎板和若干个刮料板，若干个所述粉碎板与若干个刮料板之间交叉分布，若干个所述粉碎板和刮料板均位于相邻的加热板之间的区域，所述粉碎板上设置有若干个粉碎齿，所述刮料板底部设置有刮刀。

作为本发明进一步的方案：所述卸料气缸的活动杆连接至卸料刮板的一侧顶部中间位置，所述卸料刮板滑动连接在进料管的内腔底部以及汇集槽的底部上。

作为本发明进一步的方案：所述冷凝机构包括外套管、内套管、水蒸气输送管、排气管、排液管、冷凝水输送管，所述外套管的内腔中安装有内套管，所述外套管一端顶部连通有水蒸气输送管，所述外套管远离水蒸气输送管一端顶部连通有排气管，所述外套管远离水蒸气输送管一端底部连通有排液管，所述内套管的底部连通有冷凝水输送管，所述水蒸气输送管、排气管、排液管、冷凝水输送管上均安装有电磁阀。

本发明的有益效果：

(1)本发明的一种高效环保混凝土减水剂及其制备方法，通过将水加热至85℃～100℃，依次加入木质素磺酸钙、对氨基苯磺酸、苯酚和氢氧化钠，边搅拌边反应1～2小时，得到第一反应物，向第一反应物加入甲醛，继续搅拌，进行缩合反应8～10小时，得到第二反应物，将第二反应物干燥成为粉剂，得到该高效环保混凝土减水剂；该高效环保混凝土减水剂与现有的萘系、三聚氰氨系高效减水剂相比，减水效率高，控制水泥浆及混凝土流动性损失的功能好，能达到2小时基本无塌落度损失，且该高效环保混凝土减水剂在低温、常压下生产，生产成本低，生产设备简单，工艺便于控制，无废液、废气、废渣等的排放，对环境无污染，环保性能好，而且该高效环保混凝土减水剂为粉剂较一般的水剂更易于运输储藏；

(2)本发明的一种高效环保混凝土减水剂及其制备方法，通过使用蒸发干燥设备将第二反应物进行蒸发浓缩制成粉剂，将第二反应物通过输液泵从蒸发干燥设备的进料管加入至蒸发浓缩仓的内腔中，第二反应物落至相邻加热板之间，通过卸料气缸推动卸料刮板移动至汇集槽远离安装管的一端，驱动电机运转通过第二传动齿轮、第一传动齿轮带动了第二联动轴、第一联动轴转动，从而带动了若干个蒸发传动齿轮以及传动齿形带转动，进而带动了若干个粉碎板、刮料板在相邻加热板之间的区域持续转动，通过若干个加热板对第二反应物进行加热，使第二反应物中的水分蒸发，生成水蒸气，从冷凝水输送管向内套管中输送冷凝水，将水蒸气从水蒸气输出管输出蒸发浓缩仓，经过水蒸气输送管输送至外套管的内腔中，水蒸气遇到冷凝水降温液化，经过排液管排出，其中的气体经过排气管排出，待第二反应物中的水分蒸干，得到块状的减水剂半成品，减水剂半成品经过粉碎板上的粉碎齿粉碎成粉末，经过刮料板输送至汇集槽中，通过卸料气缸的活动杆收缩带动卸料刮板移动将粉末状的减水剂半成品输送至安装管，经过出料管排出收集；该蒸发干燥设备通过若干个加热板对第二反应物加热，同时通过若干个粉碎板、刮料板持续运转对其搅拌，便于水分蒸发，使得第二反应物蒸发干燥的效率高，同时待第二反应物干燥后，粉碎板、刮料板将干燥的第二反应物粉碎、输送，该蒸发干燥设备通过冷凝机构将蒸发干燥形成的水蒸气冷凝，避免了直接排入空气中污染环境。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明中蒸发干燥设备的立体图一；

图2是本发明中蒸发干燥设备的立体图二；

图3是本发明中蒸发干燥设备的内部结构示意图；

图4是本发明中蒸发干燥设备的内部俯视图；

图5是本发明中蒸发传动齿轮、安装板的装配示意图；

图6是本发明中传动齿形带、粉碎板、刮料板的装配示意图；

图7是本发明中粉碎板的结构示意图；

图8是本发明中刮料板的结构示意图；

图9是本发明中卸料气缸、卸料刮板的连接视图；

图10是本发明中卸料刮板的结构示意图；

图11是本发明中冷凝机构的结构示意图；

图12是本发明中冷凝机构的内部结构示意图。

图中：101、蒸发浓缩仓；102、冷凝机构；103、驱动电机；104、传动箱；105、卸料气缸；106、出料管；107、安装管；108、水蒸气输出管；109、进料管；110、汇集槽；111、加热板；112、第一联动轴；113、第二联动轴；114、第一传动齿轮；115、第二传动齿轮；116、蒸发传动齿轮；117、安装板；118、传动齿形带；119、粉碎板；120、刮料板；121、卸料刮板；122、外套管；123、内套管；124、水蒸气输送管；125、排气管；126、排液管；127、冷凝水输送管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

请参阅图1-12所示，本实施例为一种高效环保混凝土减水剂，包括以下重量份组分：

木质素磺酸钙10份、对氨基苯磺酸15份、苯酚5份、氢氧化钠4份、甲醛18份、水50份；

该高效环保混凝土减水剂由以下步骤制备得到：

步骤一：将水加热至85℃，依次加入木质素磺酸钙、对氨基苯磺酸、苯酚和氢氧化钠，边搅拌边反应1小时，得到第一反应物；

步骤二：向第一反应物加入甲醛，继续搅拌，进行缩合反应8小时，得到第二反应物；

步骤三：将第二反应物干燥成为粉剂，得到该高效环保混凝土减水剂。

一种高效环保混凝土减水剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将50重量份的水加热至85℃，依次加入10重量份的木质素磺酸钙、15重量份的对氨基苯磺酸、5重量份的苯酚和4重量份的氢氧化钠，边搅拌边反应1小时，得到第一反应物；

步骤二：向第一反应物加入18重量份的甲醛，继续搅拌，进行缩合反应8小时，得到第二反应物；

步骤三：将第二反应物通过输液泵从蒸发干燥设备的进料管109加入至蒸发浓缩仓101的内腔中，第二反应物落至相邻加热板111之间，启动卸料气缸105，卸料气缸105推动卸料刮板121移动至汇集槽110远离安装管107的一端；

步骤四：启动驱动电机103，驱动电机103运转通过第二传动齿轮115、第一传动齿轮114带动了第二联动轴113、第一联动轴112转动，从而带动了若干个蒸发传动齿轮116以及传动齿形带118转动，进而带动了若干个粉碎板119、刮料板120在相邻加热板111之间的区域持续转动；

步骤五：启动加热板111中的加热丝，通过若干个加热板111对第二反应物进行加热，使第二反应物中的水分蒸发，生成水蒸气；

步骤六：从冷凝水输送管127向内套管123中输送冷凝水，将水蒸气从水蒸气输出管108输出蒸发浓缩仓101，经过水蒸气输送管124输送至外套管122的内腔中，水蒸气遇到冷凝水降温液化，经过排液管126排出，其中的气体经过排气管125排出；

步骤七：待第二反应物中的水分蒸干，得到块状的减水剂半成品，减水剂半成品经过粉碎板119上的粉碎齿粉碎成粉末，经过刮料板120输送至汇集槽110中，通过卸料气缸105的活动杆收缩带动卸料刮板121移动将粉末状的减水剂半成品输送至安装管107，经过出料管106排出收集，得到该高效环保混凝土减水剂。

对实施例1的高效环保混凝土减水剂进行性能检测，检测结果：初始净浆流动度为229mm，30min后的净浆流动度为205mm，1h后的净浆流动度为197mm。

实施例2：

请参阅图1-12所示，本实施例为一种高效环保混凝土减水剂，包括以下重量份组分：

木质素磺酸钙20份、对氨基苯磺酸30份、苯酚15份、氢氧化钠8份、甲醛40份、水100份；

该高效环保混凝土减水剂由以下步骤制备得到：

步骤一：将水加热至100℃，依次加入木质素磺酸钙、对氨基苯磺酸、苯酚和氢氧化钠，边搅拌边反应2小时，得到第一反应物；

步骤二：向第一反应物加入甲醛，继续搅拌，进行缩合反应10小时，得到第二反应物；

步骤三：将第二反应物干燥成为粉剂，得到该高效环保混凝土减水剂。

一种高效环保混凝土减水剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将100重量份的水加热至100℃，依次加入20重量份的木质素磺酸钙、30重量份的对氨基苯磺酸、15重量份的苯酚和8重量份的氢氧化钠，边搅拌边反应2小时，得到第一反应物；

步骤二：向第一反应物加入40重量份的甲醛，继续搅拌，进行缩合反应10小时，得到第二反应物；

步骤三：将第二反应物通过输液泵从蒸发干燥设备的进料管109加入至蒸发浓缩仓101的内腔中，第二反应物落至相邻加热板111之间，启动卸料气缸105，卸料气缸105推动卸料刮板121移动至汇集槽110远离安装管107的一端；

步骤四：启动驱动电机103，驱动电机103运转通过第二传动齿轮115、第一传动齿轮114带动了第二联动轴113、第一联动轴112转动，从而带动了若干个蒸发传动齿轮116以及传动齿形带118转动，进而带动了若干个粉碎板119、刮料板120在相邻加热板111之间的区域持续转动；

步骤五：启动加热板111中的加热丝，通过若干个加热板111对第二反应物进行加热，使第二反应物中的水分蒸发，生成水蒸气；

步骤六：从冷凝水输送管127向内套管123中输送冷凝水，将水蒸气从水蒸气输出管108输出蒸发浓缩仓101，经过水蒸气输送管124输送至外套管122的内腔中，水蒸气遇到冷凝水降温液化，经过排液管126排出，其中的气体经过排气管125排出；

步骤七：待第二反应物中的水分蒸干，得到块状的减水剂半成品，减水剂半成品经过粉碎板119上的粉碎齿粉碎成粉末，经过刮料板120输送至汇集槽110中，通过卸料气缸105的活动杆收缩带动卸料刮板121移动将粉末状的减水剂半成品输送至安装管107，经过出料管106排出收集，得到该高效环保混凝土减水剂。

对实施例2的高效环保混凝土减水剂进行性能检测，检测结果：初始净浆流动度为228mm，30min后的净浆流动度为214mm，1h后的净浆流动度为203mm。

实验例：

向混凝土中加入0.6wt％的高效环保混凝土减水剂，对混凝土的净浆流动度进行检测。

实施例3：

请参阅图1-12所示，本实施例中的蒸发干燥设备，包括蒸发浓缩仓101、冷凝机构102、驱动电机103、传动箱104、卸料气缸105、出料管106、安装管107、水蒸气输出管108、进料管109，所述蒸发浓缩仓101的一侧上方设置有冷凝机构102，所述蒸发浓缩仓101其中一个侧面的一侧边缘位置安装有传动箱104，所述传动箱104的一端上安装有驱动电机103，所述蒸发浓缩仓101其中一个侧面的另一侧边缘位置安装有安装管107，所述安装管107的底部安装有出料管106，所述安装管107的一端安装有安装管107，所述蒸发浓缩仓101的一端顶部边缘位置安装有水蒸气输出管108，所述蒸发浓缩仓101的两端顶部边缘位置均安装有进料管109。

所述蒸发浓缩仓101的内腔接近安装管107的一侧底部开设有汇集槽110，所述蒸发浓缩仓101的内腔底部在汇集槽110一侧等距安装有若干个加热板111，所述加热板111的内部设置有加热丝，所述若干个所述加热板111的两端上分别架设有第一联动轴112、第二联动轴113，所述第一联动轴112的一端上套接有第一传动齿轮114，所述第二联动轴113的一端上套接有第二传动齿轮115，所述第一传动齿轮114、第二传动齿轮115位于同一直线上，所述第一传动齿轮114、第二传动齿轮115均位于传动箱104的内腔中，所述第一传动齿轮114、第二传动齿轮115之间通过齿形带传动连接，所述第一联动轴112、第二联动轴113上均等距套接有若干个蒸发传动齿轮116与若干个安装板117，若干个所述安装板117分别安装在若干个加热板111的顶部。

所述第一联动轴112上的若干个蒸发传动齿轮116和第二联动轴113上的若干个蒸发传动齿轮116一一对应且通过传动齿形带118传动连接，所述传动齿形带118的外表面上安装有若干个粉碎板119和若干个刮料板120，若干个所述粉碎板119与若干个刮料板120之间交叉分布，若干个所述粉碎板119和刮料板120均位于相邻的加热板111之间的区域，所述粉碎板119上设置有若干个粉碎齿，所述刮料板120底部设置有刮刀。

所述卸料气缸105的活动杆连接至卸料刮板121的一侧顶部中间位置，所述卸料刮板121滑动连接在进料管109的内腔底部以及汇集槽110的底部上。

所述冷凝机构102包括外套管122、内套管123、水蒸气输送管124、排气管125、排液管126、冷凝水输送管127，所述外套管122的内腔中安装有内套管123，所述外套管122一端顶部连通有水蒸气输送管124，所述外套管122远离水蒸气输送管124一端顶部连通有排气管125，所述外套管122远离水蒸气输送管124一端底部连通有排液管126，所述内套管123的底部连通有冷凝水输送管127，所述水蒸气输送管124、排气管125、排液管126、冷凝水输送管127上均安装有电磁阀。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。