油萘系高效减水剂UNF

    油萘系高效减水剂UNF : 29.1 产品简介
本品属于非加气型高效混凝土减水剂。水泥浆流动度为220 mm, 硫酸钠含量少于30%,减水率为15%～20%,节约水泥率大于10%, 适宜掺量为0.5%～1.0%。比空白混凝土强度增长率:3 d,50%～ 70%;28 d,15%～30%。不锈蚀钢筋。适于混凝土蒸养工艺。
29.2 制造方法
(1)原理和工艺流程
在160～170℃,将α萘磺酸转变为β萘磺酸。
本减水剂由油萘经磺化反应,再与甲醛进行缩合反应,最后与烧 碱经水解和中和反应而成。
1)磺化反应按下式进行:

ArH+H₂SO₄ArSO₃H+H₂O

式中,ArH为油萘(下同)。
2)缩合反应按下式进行:

3)水解和中和反应按下式进行:

+1)H₂O

H₂SO₄+2NaOHNa₂SO₄+2H₂O

工艺流程如下:

(2)设备及水、电、汽
以日产2000 kg固态减水剂计,需:
1)带搅拌和加热的2m³搪瓷反应釜1台,柴油、天然气或蒸汽加 热皆可。如用蒸汽加热,需增加水蒸气锅炉1台,水蒸气的表压为 0.6MPa,水蒸气量大于270 kg/h。
2)万能粉碎机1台,型号30B11,出料粒度180～150 μm (80～100 目),产量100～200 kg/h,电机功率4 kW。
3)水循环式真空泵1台(用于原料和成品的输送),型号SZ-1,极 限真空度14.9 kPa,抽气速率1.4 m³/h,水消耗量10 L/min,电机功率 4 kW。
4)活塞式空气压缩机1台(用于辅助加料),型号2V-0.3/10,出 口压力1MPa,流量0.3 m³/h,电机功率3 kW。
5)移动式压滤机1台,型号GLJ—100,过滤面积1.4 m²,电机功率 1.5 kW。
6)滚筒干燥机1台。
7)带搅拌2 m³中和罐2个,材料为碳钢。
8)原料计量罐、贮罐、成品罐等若干,材料为碳钢。
(3)原料规格及用量
1)主要原料:
A.油萘:炼焦车间的副产品,含萘88%～94%,含α-甲基萘3%, 含β-甲基萘1.5%～3%,还含有少量的联苯、二甲基萘及苯类。
B.硫酸:工业级,浓度大于98%。
C.甲醛:工业级,浓度为37%。
D.液碱:工业级,浓度为30%～40%。
2)用量:
生产原料配方:萘油250 kg;98%工业级硫酸320 kg;37%工业级 甲醛220 kg;30%工业级液碱450 kg。
(4)生产控制参数及具体操作
1)将250 kg的萘油加入反应釜中。
2)反应釜温度加热到140℃后开始滴加98%硫酸320 kg,滴加时 间须控制在0.5 h以上,且边滴加边搅拌。酸滴加后,釜内温度保持在 160～165℃,进行磺化反应。釜内温度不能超过165℃。
3)进行3 h磺化反应后,将反应釜物料的温度降至100℃以下。加 入水100 kg,进行0.5 h的水解反应。总酸度须保持在30%左右,高一 些较好,如果过低需补充少量98%硫酸。
4)加入37%甲醛220 kg。将物料温度升至100～110℃,进行5 h 缩合反应。
5)缩合反应结束后,将反应釜内的物料移至中和罐中,并用40 kg 的水冲洗反应釜,冲洗液放入中和罐。
6)向中和罐中徐徐加入30%液碱450 kg,在搅拌下进行中和反 应。测定pH应为7～9。
7)将反应物放入移动式压滤机中进行压滤,再通过火焰喷雾干燥 或在滚筒干燥机中进行干燥,最后经粉碎,包装。
(5)安全事项
因生产中使用硫酸和烧碱等强腐蚀性物质,所以须穿好防护服 装、戴好防护用具,以防止烧伤或烫伤。
甲醛在空气中爆炸极限为3.97%～57%,卫生允许浓度为 0.005 mg/L。因此,生产过程中需注意通风良好,操作时应佩戴防护镜 和口罩。
29.3 环保事宜
本生产过程中基本上无废气和废水产生。
29.4 质量指标
产品质量参考标准如下:

项 目	指标
	一等品	合格品
减水剂有效含量/% 硫酸钠/% pH 干燥减量/% 减水率比/% 泌水率/% 含气量/% 初凝时间之差/h 终凝时间之差/h 1d抗压强度比/% 3d抗压强度比% 7d抗压强度比/% 28d抗压强度比/% 90d抗压强度比/% 90d收缩率比/%	60.0±2.0 <30.0 11～12 <7～8 ≥10 ≤100 ≤3.0 -1～+5 -1～+5 ≥140 ≥130 ≥125 ≥120 ≥100 ≤120	60.0±2.0 <30.0 11～12 <7～8 ≥10 ≤100 ≤4.0 -1～+2 -1～+2 ≥130 ≥125 ≥120 ≥115 ≥100 ≤120

29.5 分析方法
(1)减水剂有效含量测定
用干燥失重测定减水剂的水含量,从成品中减去硫酸钠和水的质 量,即为减水剂的有效含量。
(2)氯离子含量测定
1)准确称取外加剂试样0.500～5.000 g,放入烧杯中,加200 mL 蒸馏水和4 mL硝酸(体积比1:1),使溶液呈酸性,搅拌至完全溶解;如 不能完全溶解,可用快速定性滤纸过滤,并用蒸馏水洗涤残渣至无氯 离子为止。
2)用移液管加入100 mL 0.1000 mol/L的氯化钠标准溶液,再在烧 杯内放置电磁搅拌子,将烧杯放在电磁搅拌机上,开动搅拌机并插入 银电极及甘汞电极,两电极与电位计或酸度计相连接,用0.1 mol/L的 硝酸银溶液缓慢滴定,记录电势和对应的滴定管读数。
由于接近化学计量点时电势增加很快,此时要缓慢滴加硝酸银溶 液,每次定量加入0.1 mL;当电势发生突变,表示化学计量点已过,此 时继续滴入硝酸银溶液,直至电势趋向变化平缓。得到第一个终点时 硝酸银溶液消耗体积V₁。
3)在同一溶液中,用移液管再加入10 mL 0.1000 mol/L氯化钠标准 溶液(此时溶液电势降低),继续用硝酸银溶液滴定,直至第二个化学计 量点出现,记录电势和对应的0.1 mol/L硝酸银溶液消耗的体积V₂。
4)空白试验:在干净的烧杯中加入200 mL蒸馏水和4 mL硝酸(1: 1体积比)。用移液管加入10 mL 0.1000 mol/L氯化钠标准溶液,在电 磁搅拌且不加入试样的情况下,缓慢滴加硝酸银溶液,记录电势和对 应的滴定管读数,直至第一个终点出现。过化学计量点后,在同一溶 液中再用移液管加入0.1000 mol/L氯化钠标准溶液10 mL,继续用 0.1 mol/L硝酸银溶液滴定至第二个终点,用二次微滴法计算出硝酸银 消耗的体积V₀₁及V₀₂。
5)用二次微滴法计算结果,通过电压对体积的二次导数(即△²E/ △V²)变成零的办法来求出滴定终点。假如在临近化学计量点时,每次 加入的硝酸银溶液是相等的,此函数(△²E/△V²)必定会在正负两个符 号发生变化的体积之间的某一点变成零,对应这一点的体积即为终点 体积,可用内插法求得。
A.外加剂中氯离子所消耗的硝酸银体积V按下式计算:

B.外加剂中氯离子百分含量按下式计算:

式中:c——硝酸银溶液的量浓度,mol/L;
m——外加剂试样质量,g;
V₀₁——空白试验中200 mL蒸馏水,加4 mL硝酸(体积比1:1)和
10 mL 0.1000 mol/L氯化钠标准溶液所消耗的0.1 mol/L 硝酸银溶液的体积,mL;
V₀₂——空白试验中200 mL蒸馏水,加4 mL(1:1体积比)硝酸和 20 mL 0.1000 mol/L氯化钠标准溶液所消耗的0.1 mol/L 硝酸银溶液的体积,mL;
V₁——试样溶液加10 mL 0.1000 mol/L氯化钠标准溶液所消耗 的硝酸银溶液的体积,mL;
V₂——试样溶液加20 mL 0.1000 mol/L氯化钠标准溶液所消耗 的硝酸银溶液的体积,mL。
用1.565乘氯离子的含量,即获得外加剂中等量的无水氯化钙的 含量:

氯化钙的含量=1.565×氯离子的含量

试样数量不应少于3个,结果取平均值。