如何應對聚羧酸減水劑霉變

2020年04月08日

聚羧酸系減水劑作為第三代高性能減水劑,為滿足不同的混凝土技術性能要求,常與少量的緩凝組分、引氣組分、消泡組分、粘度改性組分等復配后使用。然而,夏季溫度高,加入緩凝組分(如葡萄糖酸鈉、蔗糖)的減水劑容易發生變質,嚴重影響使用效果。如何解決呢?

變質現象及原因

聚羧酸減水劑變質初期,液面有淺色絨毛狀或棉絮狀的菌斑,進而發展至呈離散島塊狀的漂浮物,并不時有串狀氣泡冒出;變質嚴重時,菌斑會布滿整個液面,溶液中呈現出濃綠色、褐色、黑色的懸浮物,并伴有腐敗的酸臭味氣體生成。這種變質主要是由霉變作用引起的。

聚羧酸系減水劑變質主要由所復配的葡萄糖酸鈉引起。工業化生產上普遍采用黑曲霉發酵制取葡鈉。黑曲霉發酵結束后會產生大量黑曲霉菌體殘渣,其濕重是葡鈉溶液總量的2%-3%。黑曲霉菌渣中含有營養物質和多種成分。在葡鈉的生產中,若生產控制不嚴格,難免會有葡萄糖、黑曲霉的殘留,這也為微生物的繁殖提供了營養。在適宜的自然條件下(營養物、溫度、濕度、氧氣、pH值),微生物具有驚人的繁殖速度,大約(20-30)min內就可以繁殖一代。當極為鮮見的繁殖條件一旦偶遇并相互疊加時,“霉菌爆生”現象即出現。變質了的減水劑發黑,就是由不合格的葡鈉產品中的黑曲霉發酵引起的。

另一方面,聚羧酸系減水劑的霉變也與其儲存環境有關。較高溫度會加劇大分子鏈的運動,一旦超過化學鍵的離解能,就發生鏈式分解、無規則斷裂和熱分解等,導致聚合物的劣化速度加快。同樣,溫度越高,微生物的活性也越大,減水劑的霉變速度也越快。

也有文獻顯示,不當的存儲條件,比如存儲空間溫度上升嚴重,不通風,又潮濕,導致大單體融化,并且單體局部溫度過高,使其加速相關單體的重排反應,導致大單體雙鍵量下降嚴重,性能劣化嚴重。

(二)變質的預防及解決措施

聚羧酸系減水劑發生霉變會對其質量產生影響,嚴重時會導致混凝土質量事故。建議采取以下措施。

(1) 選用優質的葡萄糖酸鈉作為緩凝組分

目前市面上葡萄糖酸鈉生產企業較多。具有嚴格的生產控制體系的廠家能在生產過程中有效控制葡萄糖、黑曲霉的殘留量,從而降低復配有葡萄糖酸鈉的聚羧酸系減水劑腐敗變質的風險。

(2) 復配一定量防腐劑

在聚羧酸系減水劑生產過程中復配一定量防腐劑,能有效防止聚羧酸減水劑的腐敗變質。目前市面上的防腐劑主要有亞硝酸鈉、苯甲酸鈉和異噻唑啉酮。其中異噻唑啉酮是一種較為廣泛、高效、低毒、非氧化性殺菌劑,適用的pH值較廣,用于減水劑防霉殺菌是較為理想的。防腐劑的添加量為每噸聚羧酸系減水劑(0.5-1.5)千克。

(3)注意儲存環境

盡量將聚羧酸減水劑存儲在陰涼、通風、無陽光直射的地方。曾做過測試,將一份聚羧酸系減水劑分別放置在陰涼、無陽光直射的儲存瓶中,另一份放置在陽光可以直射到的儲存瓶中,發現放置在陽光直射的儲存瓶中的減水劑很快就霉變發黑。

另外,聚羧酸系減水劑儲存容器盡量使用非金屬材料,否則金屬材料的腐蝕也會引起減水劑變色甚至變質。如不銹鋼罐會使儲存的減水劑變成紅色,鐵罐會使儲存的減水劑變成綠色,銅罐會使儲存的減水劑變成藍色等。

(4)合理預估工程上聚羧酸系減水劑使用量

一些工程項目上,由于受工程進度、天氣環境等因素影響,聚羧酸系減水劑使用速度往往不易掌控。有些工程上的聚羧酸系減水劑放置在工地的時間有的超過3個月甚至更長,腐敗變質時有發生。所以建議廠家送貨前要與工程項目處溝通產品使用進度與周期,做到有計劃的使用,保證聚羧酸系減水劑的消耗與補充處于動態平衡。

(5)減少甲醛、亞硝酸鹽等防腐劑的使用

目前有一部分減水劑廠家使用甲醛、苯甲酸鈉及強氧化性的亞硝酸鹽等進行防腐。其雖然相對成本較低,但效果并不好,同時甲醛也會隨著時間、溫度、pH值等因素變化而逃逸,仍然出現腐敗變質現象。盡量選用優質殺菌劑復配使用,對于已經腐敗的減水劑儲存罐,應清洗干凈再補充新的聚羧酸系減水劑。

另外,對于已經霉變但霉變程度較輕的聚羧酸系減水劑,也有相關的方法進行處理回收,如加熱處理或摻入雙氧水或液堿的方法。相關文獻的研究結論表明,經處理后,霉變的聚羧酸系減水劑可以恢復原有性能,顏色與原有產品接近,且異味能被清除。(來源:網絡)

來源:石家莊市海森化工有限公司
石家莊市海森化工有限公司
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