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混凝土外加剂聚羧酸生产过程常见问题

文章出处:金锐重工 作者:金锐重工 人气: 时间:2016-12-06 16:23 【
1 聚羧酸的易霉变性
要说聚羧酸高性能外加剂与上一代外加剂相比有什么弱项的话,易霉变性应该算是一项。霉变,系指工农业产品因霉菌滋生而引起的品质的劣化,是一种无所不在的纯自然现象。由于霉菌微生物的代谢能力是高等级动物的数千倍、数万倍,故不起眼的霉变破坏力和危害后果却是相当的巨大,引起的灾变也时有发生。2006年2月,因上游酒厂擅自向江中倾倒酒糟废料,致水栉霉菌暴生塞堵牡丹江市饮用水取水口造成重大水体污染事故即是一例。上一代外加剂的合成生产,无一例外均使用缩合剂甲醛做原料,因此,残留于产品中的具有杀菌功能的甲醛,便使得这一代外加剂继承有先天的主动防霉性。表征着科技进步问世的聚羧酸高性能外加剂之所以“绿色”,是因其合成不使用甲醛做原料。但也正因为如此,其成品中不含有反应过剩的甲醛,故而失去先天继承的主动防霉性,极易受微生物侵害霉变而被污染劣化,成为其为数不多的性能短板之一。
聚羧酸高性能外加剂,无论是纯母液的独存状态、或生产为复配产品后均有霉变性,区别在于前者的霉变速度、霉变程度比后者要小和轻微许多。究索工业、农业产品引发霉变的条件和要素,依次不外乎:原菌菌落(即“种子”);营养物;环境——温度、湿度、pH值、光照、通风等;氮源;碳源;矿物质(磷铁钙钾镁);生长因子等,其中最要害的是前2个。复配产品的致霉性之所以远甚于纯母液,根本原因就在于引入了营养物——缓凝保塑剂。由于聚羧酸母液的原色为大体上的透明无色(这点与萘系、醛酮系有很大的区别),因此复配产品的生产者和客户在心理上不易接受复配后变为有色、深色和不透明的产品,导致在选择与聚羧酸搭配的缓凝保塑剂时,余地就不似上一代的母液那般宽泛,基本上局限于有机羧酸盐类和糖类,其中使用得最经典最普遍的是葡萄糖酸钠和白砂糖。有机羧酸的盐类和白砂糖,分类归属食品和食品添加剂,人食得、菌更食得。其在配方中的作用等同于细菌培养基,因此招霉致霉是必然的,故而复配后的聚羧酸产品的致霉性数倍于纯母液。
一般母液热天在敞口储罐内静止存放一周后,液面就可能浮有星星点点直径Φ3~5mm的霉斑,湿热季节里20天后,霉斑霉块连片后多时可达液面的10%。但该母液储罐如处在有进有出的正常生产节奏中,霉变一般不会继续加重、扩大。然而复配产品的霉变则要严重得多。
复配聚羧酸产品的霉变特征是:
(1)快。三天后即有,霉变生成的霉斑、霉块表面一般附有丝状、絮状的菌体。如条件宜菌,则一周以后,发展为厚若毯状、毡状的霉块,可复盖20%的储罐液面。
(2)产气(试验室留样瓶涨瓶即是此因)。霉变程度较浅时,即有不雅气体产生。严重时转为恶臭,是一种类似下水道特有的那种腐臭,且嗅味十分浓烈,卸货时可弥漫至搅拌站的各个角落。气自储罐底部泛起、上涌,严重时连续冒泡泛溢、流沫挂壁。伴有霉块交替的若浮、若沉现象——产气附于霉块致其密度趋小、上浮;所附气体浮至液面后逸释,霉块密度再度趋大、下沉。
(3)变色。霉变程度较浅时,原液由清透转微浊,进而变为乳浊,再重又显浅褐浅绿色。个别特重的霉变,上部原液颜色渐深至不透明,泛深绿、浓绿色、甚至黑色,并有稠粘如鼻涕状的粘块产生。
(4)致酸。霉变致酸,储罐内的复配产品的pH值会逐渐变小。这些令人厌恶的霉变现象会冲击外加剂使用者的心理,往往会影响到其对实际后果(外加剂综合性能削损)的正确判断。
复配聚羧酸产品的霉变后果,自有其特点,与食品、药品等入口的敏感类产品是迥然不同的。笔者曾测试过数十个不同生产企业、不同配方、不同霉变程度的样品,经对水泥净浆流动度、砂浆和混凝土减水率、试块的强度值的测试(这些物理量体现的是外加剂的主性能,即母液在配方中所贡献的分散活性),发现其弱化的幅度不甚明显,即使降低,也极有限。这是因为霉菌繁殖所吃的食物,主要是外加剂组方中的糖类和葡萄糖酸钠(即营养基),而非外加剂的全部,特别不是母液。当糖类和葡萄糖酸钠被消耗、转化后(这个消耗、转化率由霉变条件而定,完全是随机的),视消耗、转化的量由少到多,原配方设定的缓凝保塑时间量程递次缩短,由坍损增快,到短缓凝,到无缓凝,到快凝,甚至速凝。霉菌对复配组份选择性的食用、消耗,造成霉变对复配聚羧酸产品缓凝保塑性能的影响远远显著于对减水性能的影响,这个不等比例、不均衡性即复配外加剂霉变后果的特点。
一般性条件下,上文“究索”提及的十余个要素不可能在某一时段于预拌混凝土企业外加剂的储罐里同存、齐集和叠加。按复配聚羧酸产品正常的供应—消耗节奏,因不断有无菌低菌的新鲜产品加入,冲淡了储罐内菌落的浓度,使霉变难以达到变质的临界值。因此,复配聚羧酸产品的霉变虽然是常见的、频发的,但多数不至于导致混凝土发生质量事故。笔者曾遇有一个比较典型的案例:有某沪产中效聚羧酸泵送剂,因故跨盛夏季节(6月19日至10月15日)静存于储罐。再次启用前对大储罐的霉变样与加防腐剂的留存小样分别做了测试,其性能对比为,减水率:16.6%比17.0%;出机坍落度T0:160mm比180mm,60min后的坍落度T60:130mm比150mm;混凝土8天龄期 R8为18.0MPa比17.3MPa。虽经120天,但霉变的后果有限。然而,自然界随机性特征的诸事均有万一,当上述宜菌条件和适菌要素极为鲜见地齐集并相叠加时,霉菌可在一个昼夜里连续繁殖72代,就可能有“霉菌爆生”的现象发生。2009年6月某站因故停产不过数日,推测可能是霉菌爆发性的繁殖生长耗尽了缓凝组份,抑或是可能由霉菌转化生成了不明的促凝速凝物,致使发生速凝,数车混凝土固结在搅拌车的筒体内。霉变,是完全由自然力导演和控制的随机性现象,上述完全相反的2例,提醒复配工程师切不可试图按常规去预见、预判复配聚羧酸产品霉变的后果,而须持警惕的正确心态,在启用前严格遵循“先检后用”的原则,根据检测结果,或添加补充功能组份,或打折扣去使用霉变的外加剂。
对复配聚羧酸产品霉变的设防,可从三个方面着手进行:
(1)首先是在设计配方时尽量选用不致霉或低致霉的功能剂品种。尽管目前聚羧酸宜配的缓凝保塑功能剂系列中,多数均有致霉性,如:糊精、柠檬酸、脂肪酸醇酯、纤维素及其衍生物等,但其致霉性亦不尽相同。以葡萄糖酸钠为例,采用催化氧化法工艺生产的产品的致霉性轻于采用黑曲霉菌发酵工艺生产的产品;晶体剂型产品的致霉性轻于液体剂型产品;正品液体剂型产品的致霉性远远轻于“三次母液”副产品。复配工程师在设计配方时,应在把握诸多功能剂已知致霉性的基础上,在等效的前提下,谨慎改选其他不易致霉的功能剂,以最大程度地减避霉害。
(2)在储、用环节上施行以下几项措施:① 在彻底地清洗外加剂储罐的基础上,向罐体内壁喷淋浓度较高的杀菌防霉剂,以清除阻断菌种菌源。② 改造外加剂储罐,另加设一外循环管路,定时地启动管道泵打回流扰动,破坏罐内宜菌的静止状态。③ 将储罐移往阳光直射不到的背阴处,或加设遮阳棚。储罐加盖,防止降水带入外来的菌种菌源,但罐盖建议顶起50~100mm,以保持空气流通。④ 不时地巡视揭盖观察霉变的程度,随时捞弃漂浮的霉块,杜绝霉菌爆生的条件。
(3)根治的办法——添加高效杀菌防霉剂。但不建议使用甲醛,因其性属缩合剂,有诱发催化聚羧酸继续发生二次缩聚副反应的可能,以致有改变主性能的风险。只要防霉措施跟上,霉变是可以设防抑制的。富含发酵杂菌的葡萄糖酸钠“三次母液”,是高危易霉产品。浙江桐乡“天益”公司,在其中添加了特效防腐剂(量仅25g/t),“三次母液”自身可防霉二十天,用其生产的复配产品可防霉一周,吨产品防霉成本只有区区15元。
综上所述,霉变,确实是复配聚羧酸产品多发的异常现象之一,并有不同程度的变质后果和一定的事故概率。因此,建议有意自产复配聚羧酸外加剂的预拌混凝土企业万不可掉以轻心而漠视、轻视对产品霉变的防护,不图侥幸,不赌概率,而是主动地采取霉变设防措施,以扑灭霉变质量事故。
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