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木质纤维素经酶催化水解后转化为糖类化合物,继而可发酵制备生物质燃料,从而缓解因化石能源枯竭引起的能源危机。但木质纤维素酶水解后会产生大量的木质素残渣,当前常用的处理方法是将其燃烧以提供热能,应用价值不高。因此,对木质素残渣进行高值化利用是提高生物质能源项目经济效益的重要途径。本文以玉米秸秆酶解木质素和玉米芯酶解木质素为原料,采用接枝磺化缩聚的方法制备酶解木质素混凝土高效减水剂。本文首先研究了原料的提纯程度对合成产物分散性能的影响,结果表明,酶解木质素中纤维素的含量对合成产物分散性能有较大的影响,经碱溶酸析提纯的原料含纤维素较少,所合成的产物分散性能最佳,可以达到高效减水剂的水平;经碱溶过滤方法提纯的原料次之,简单清洗干燥的方法效果最差。本文研究了以碱溶酸析后的玉米芯酶解木质素(CEHL)为原料的合成工艺,研究结果表明,随着无水亚硫酸钠用量增大,产物的特性粘度逐渐降低,水泥净浆流动度则是先增大后减小;随着反应液浓度的增大,产物的特性粘度逐渐增大,水泥净浆流动度也是先增大后减小。综合酶解木质素的用量、缩聚温度、缩聚时间、甲醛用量等其他因素的影响,确定优化的工艺参数为: m(CEHL)∶m(B)∶n(S)∶n(F)为1∶1∶0.0095∶0.036,反应液浓度43%,磺化温度55℃,磺化时间1h,缩聚温度95℃,缩聚时间3h。优化后减水剂产品(WR-EHL)的特性粘度为9.43mL·g-1,在掺量为0.5%、水灰比为0.29时水泥净浆流动度为261mm,比相同条件下掺入萘系高效减水剂Ls-1的水泥净浆流动度(210mm)高出24.3%,达到高效减水剂的水平。结构表征结果表明,与原料相比,WR-EHL分子中S元素含量大幅提高,磺化度达到2.17mmol·g-1,WR-EHL的重均分子量为19200g·mol-1,数均分子量为3800g·mol-1,比原料CEHL分别提高了5.9倍和1.2倍,多分散性指数为5.05。应用性能测试表明,在各种掺量和水灰比下,WR-EHL对水泥净浆的分散性能均优于萘系高效减水剂Ls-1;WR-EHL具有较强的缓凝作用,掺量为0.8%时,掺WR-EHL后水泥的初凝时间和终凝时间分别比空白延长了260min和250min;WR-EHL对砂浆的减水增强作用比萘系高效减水剂Ls-1明显,掺量为0.6%时,掺WR-EHL的砂浆减水率为20.6%,硬化砂浆3d、7d和28d的抗折强度比和抗压强度比分别为135%、120%、127%和145%、135%、141%;掺WR-EHL混凝土7d、28d的抗压强度分别达到40.8MPa和50.2MPa,比掺Ls-1的分别提高了8.2%和6.1%,而且拌合用水量略小于Ls-1,引气性能略好于Ls-1。本文还初步探索了木质素磺酸盐减水剂与聚羧酸减水剂接枝反应的工艺条件,以改性黑液减水剂(MBL)为原料时较优的工艺为:m(MBL)∶m(PC)=1∶1,反应温度为80℃,反应时间为2h,APS的掺量为0.50%、滴加速度为0.35mL·min-1。在此条件下,WR-EHL与PC接枝反应产物的分散性能好于两者按1∶1复配的混合物。