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看看你遇到过的聚羧酸问题

时间:2017-08-11     【转载】

 对于经常使用聚羧酸减水剂的朋友都知道,在使用过程中经常会出现一系列的问题,这些问题对我们的工作带来很大的麻烦。

1、聚羧酸减水剂本身具有微引气功能,易于配制泵送剂,但是含气量必须进行控制,一般为了得到更大的后期强度增长含气量控制在2.0~3.5%,精确些在2.8~3.2%;当含气量超过要求值过多时就会影响后期强度,大约是每增加1%的含气量后期强度就会折损10%;所以设计含气量值时一定要注意。

2、关于常压泌水,聚羧酸减水剂一般出现这种现象的原因是减水率过大或者含气量过小造成的。

3、储存期,冬季为6个月储存温度为大于零下5度;夏季为1个月储存温度为小于40度,若超过40度可以增加水喷淋、强制通风。严禁日光曝晒。

4、因减水剂中有大量的天然高分子物质如淀粉、葡萄糖、蔗糖、糊精等,在夏季极易酸败、发臭并影响减水剂减水率和保坍性,应定期强制加入消杀剂(杀菌剂),效率比较高的消杀剂如异噻唑啉酮,加入量为一吨减水剂加入50~60克消杀剂。

高性能混凝土的优越性不单是强度高,加倍重要的是这类结构材料存在一系列响应的精良性能。它初期强度成长活络,即便在冬季也只需较短的养护龄期,保障了工程进展速度;它存在长久的经久性;抗化学侵蚀性强,可用于各类不凡工程中;它在高减水率、高强度根底上同时存在工作性能精良、易泵送、易密实等精采的施工性能。

在制备高性能混凝土的手艺编制中,关键在于灵活操作高性能化学外加剂,生产出存在高效减水、适当引气并能削减和防止坍落度经时丧失的高性能减水剂。

 

聚羧酸与复配组分的问题

 

实际应用中,聚羧酸系减水剂常与少量的消泡组分、缓凝组分、引气组分、粘度改性组分等复配成所谓的“终端产品”,以满足不同的混凝土技术性能要求。葡萄糖酸钠或蔗糖作为缓凝组分与聚羧酸系减水剂复配,可以一定程度上提高减水率、减缓坍落度损失,并改善减水剂与水泥的适应性。但同时,聚羧酸系减水剂产品也常会因葡萄糖酸钠的加入而很快发生变质,轻则性能降低,重则完全丧失功效,给工程使用带来许多不确定因素或直接导致工程事故,甚至引起许多法律纠纷。高温天气情况下,这种问题更甚。为杜绝聚羧酸系减水剂发生变质而导致性能变化甚至带来工程事故,本文将分析其原因,并从生产和应用角度提出预防聚羧酸系减水剂变质的有效措施。

 

聚羧酸变质现象与原因

 

聚羧酸系减水剂变质初期,液面有浅色绒毛状或棉絮状的菌斑,进而发展至呈离散岛块状的漂浮物,并不时有串状气泡冒出;变质严重时,菌斑会布满整个液面,溶液中呈现出浓绿色、褐色、黑色的悬浮物,并伴有腐败的酸臭味气体生成。这种变质主要是由霉变作用引起的。

聚羧酸系减水剂变质主要由所复配的葡萄糖酸钠引起。

葡萄糖酸钠的生产方法主要有生物发酵法、电解氧化法以及多相催化氧化法等。

生物发酵法中,微生物分解碳水化合物的简单过程是:碳水化合物(多糖、纤维素、淀粉等)被分解为双糖(蔗糖、麦芽糖、乳糖),进一步分解为单糖(葡萄糖),再被分解为丙酮酸,进一步分解为有机酸、醇、醛等,最后被分解为二氧化碳和水等。微生物在适当的温度、湿度条件下能在某一聚合物表面长霉。凡是聚合物体系中含有增塑剂及油脂类化合物,特别是含脂肪酸结构的化合物很容易感染霉菌。在湿热的环境下,霉菌的分泌物会引起物质分解转化为醇类、有机酸等物质,这些物质又为细菌生长提供养料,从而使细菌得以寄生和繁殖,使生物降解加剧。

工业化生产上普遍采用黑曲霉发酵制取葡萄糖酸钠。利用黑曲霉发酵制取葡萄糖酸钠时,发酵结束后会产生大量的黑曲霉菌体残渣,其湿重是葡萄糖酸钠溶液总量的2%-3%。黑曲霉菌渣中含有营养物质和多种成分。在葡萄糖酸钠的生产中,若生产控制不严格,难免会有葡萄糖、黑曲霉的残留,这也为微生物的繁殖提供了营养。在适宜的自然条件下(营养物、温度、湿度、氧气、pH值),微生物具有惊人的繁殖速度,大约(20-30)min内就可以繁殖一代。当极为鲜见的繁殖条件一旦偶遇并相互叠加时,“霉菌爆生”现象即出现。变质了的减水剂发黑,就是由不合格的葡萄糖酸钠产品中的黑曲霉发酵引起的。

变质的预防和解决措施

 

聚羧酸系减水剂防止霉变最好的措施为复配一定量的防腐保质剂。而对于聚羧酸系减水剂防霉功能的设置,一向为国内复配生产厂所漠视、轻视,时至今日多数生产厂仍然还是不“设防”,在防霉问题上采取侥幸的态度,寄希望于快供、快用,通过源源不断地向工地(工厂)减水剂贮存罐中补充“新鲜减水剂”,从而使罐内减水剂中的霉菌浓度始终处于临界值以下。但这是十分不科学和不可靠的,必须采取主动且行之有效的措施预防减水剂的霉变。建议采取以下措施。

 

1
选用优质的葡萄糖酸钠作为缓凝组分

目前市面上葡萄糖酸钠生产企业较多。具有严格的生产控制体系的厂家能在生产过程中有效控制葡萄糖、黑曲霉的残留量,从而降低复配有葡萄糖酸钠的聚羧酸系减水剂腐败变质的风险。

 

2
复配一定量防腐剂

在聚羧酸系减水剂生产过程中复配一定量防腐剂,能有效防止聚羧酸系减水剂的腐败变质。目前市面上的防腐剂主要有亚硝酸钠、苯甲酸钠和异噻唑啉酮。其中异噻唑啉酮是一种较为广泛、高效、低毒、非氧化性杀菌剂,适用的pH值较广,用于减水剂防霉杀菌是较为理想的。防腐剂的添加量为每吨聚羧酸系减水剂(0.5-1.5)千克。

 

3
合理预估工程上聚羧酸系减水剂的使用量

一些工程项目上,由于受工程进度、天气环境等因素影响,聚羧酸系减水剂使用速度往往不易掌控。有些工程上的聚羧酸系减水剂放置在工地的时间有的超过3个月甚至更长,腐败变质时有发生。所以建议厂家送货前要与工程项目处沟通产品使用进度与周期,做到有计划的使用,保证聚羧酸系减水剂的消耗与补充处于动态平衡。

 

4
注意聚羧酸系减水剂的储存环境

尽量将聚羧酸系减水剂存储在阴凉、通风、无阳光直射的地方。曾做过测试,将一份聚羧酸系减水剂分别放置在阴凉、无阳光直射的储存瓶中,另一份放置在阳光可以直射到的储存瓶中,发现放置在阳光直射的储存瓶中的聚羧酸系减水剂很快就霉变发黑。另外,聚羧酸系减水剂储存容器尽量使用非金属材料,否则金属材料的腐蚀也会引起聚羧酸系减水剂变色甚至变质。如不锈钢罐会使储存的减水剂变成红色,铁罐会使储存的减水剂变成绿色,铜罐会使储存的减水剂变成蓝色等。


5
减少甲醛、亚硝酸盐等防腐剂的使用

目前有一部分减水剂厂家使用甲醛、苯甲酸钠及强氧化性的亚硝酸盐等进行防腐。其虽然相对成本较低,但效果并不好,同时甲醛也会随着时间、温度、pH值等因素变化而逃逸,仍然出现腐败变质现象。尽量选用优质杀菌剂复配使用,对于已经腐败的减水剂储存罐,应清洗干净再补充新的聚羧酸系减水剂。

另外,对于已经霉变但霉变程度较轻的聚羧酸系减水剂,也有相关的方法进行处理回收,如加热处理或掺入双氧水或液碱的方法。相关文献的研究结论表明,经处理后,霉变的聚羧酸系减水剂可以恢复原有性能,颜色与原有产品接近,且异味能被清除。

聚羧酸对水量敏感的问题

案例

 

某搅拌站浇筑一重点工程,C40泵送混凝土,使用聚羧酸减水剂。在凌晨1点时,工地泵工反映混凝土有点难以泵送,打电话通知试验室调整,试验室人员没有到现场了解情况,也没有观察出机混凝土的状态,到搅拌楼了解到生产用水比正常用水量略低一点,以为现场混凝土的坍落度小了,就直接通知搅拌楼操作人员多加8kg的水。凌晨3点施工结束,在这段时间总共浇筑了100方的混凝土。早上7点,施工方发现最后浇筑的混凝土的水泥浆全部漏光了,只剩下石子。最终处理的结果就是最后浇筑的100多方的混凝土全部拆除。

最后查找原因,晚上使用的砂石含水率偏高,刚开始发觉料难泵的时候,混凝土实际已经处于离析状态,当时应减少用水量,而不是增加用水量,最后导致混凝土比正常用水量多用20kg的水。

 

1、试验分析

聚羧酸系高性能减水剂,密度1.152,外加剂掺量1.0%,混凝土减水率27%

脂肪族高效减水剂,密度1.160,外加剂掺量1.3%,混凝土减水率21%

萘系高效减水剂,密度1.193,外加剂掺量1.5%,混凝土减水率19%

采用聚羧酸系高性能减水剂、脂肪族高效减水剂、萘系高效减水剂,做净浆流动度和相应的粘度值。

在相同用水量的情况下,萘系减水剂的黏度最大,其次是脂肪族减水剂,聚羧酸减水剂黏度值最小,萘系在110g水的时候,黏度值最小,脂肪族减水剂在105g水的时候,黏度值达到最小,而聚羧酸减水剂在85g水的时候,黏度值达到最小。

从对比数据可以看出,聚羧酸减水剂对用水量很敏感,当用水量达到一定量时,水泥浆的黏度值会急剧下降,最终的结果是混凝土内部水泥浆就会像水一样流光,只剩下石子。所以聚羧酸减水剂对生产控制非常严格,一旦超过3kg左右的用水量就能让水处于离析状态,在生产的时候要随时观察砂石的含水率变化,及时调整生产用水量。

2、解决办法

商品混凝土搅拌站制备掺加聚羧酸系减水剂的混凝土拌合物时,对于原材料砂石骨料中所含的水分,必须准确测量,并从总用水量中扣除,以杜绝因对砂石骨料中含水分检测部准而导致不良后果的现象发生。应严格按照试验室确定的最佳减水率用量和用水量计量,切忌随意增加减水剂用量或用水量,以免所拌制的混凝土出现离析、泌水、板结、含气量增加等不良现象,影响混凝土正常泵送施工和浇筑质量。

聚羧酸减水剂配置的混凝土的搅拌时间要延长,如果搅拌不够,聚羧酸减水剂在拌制过程中便没有完全发挥,导致滞后发挥作用。混凝土出站时控制的合适坍落度和和易性,而到现场后坍落度会增大,和易性会变差。

因为聚羧酸减水剂的掺量小,而且对水量特敏感,所以减水剂的计量一定要准。为避免外加剂在计量过程中误差太大,建议使用较小的计量容器,减少冲程,或者将聚羧酸减水剂稀释后使用,在使用的过程中要定期校核确保准确计量。

在相同强度等级的配比中,掺聚羧酸减水剂的砂率建议比掺高效减水剂的砂率提高3-4%,能提高新拌混凝土的体积稳定性,降低对水的敏感度。

选择聚羧酸类型的时候,尽量选用低减水高保坍类型,而不要选择高减水类型,因为减水率越低,对用水量越不敏感,而且坍落度损失小。

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