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混凝土外加剂聚羧酸生产过程常见问题(三)

文章出处:金锐重工 作者:金锐重工 人气: 时间:2016-12-07 16:36 【
3 复配聚羧酸产品的易结冰性
冬季低温季节会给外加剂的储存、使用带来一定的困难,如上一代萘系外加剂因硫酸钠含量超出饱和溶解度而析晶(Na2SO4·10H2O 晶体),造成产品因失匀变性和结晶体堵塞管路,而复配聚羧酸产品,在负温条件下则易结冰,以致容器、管路撑裂引起事故。
根据接触的有限案例,聚羧酸复配产品冬季结冰的冰点一般在-6~-8℃ 以下,区间很窄,比较敏感。如2011-1-11有同一配方的产品分送同是江苏南通地区的海安、通州两搅拌站,两地南北经线直距差仅约70km,但偏北的海安就结冰,而偏南的通州就不结冰。复配聚羧酸产品的易结冰性与配方的含固量有关系,低含固量的(9%~11%)中效级产品比稍高含固量的(16%~18%)高效级产品更易结冰。推测是在较低含固量的产品中,虽总含固量低但盐类功能组分的丰度反而相对要更高一些。经对成冰物、冰下溶液和试验室未被结冰破坏匀质状态的留样(同属一中效级产品)做水泥净浆流动度测定,分别为:92、226、180mm,说明结冰后罐内产品已失匀质状态。为此,也曾探索和做过在配方中引入不同品种的降冰点剂,以防止结冰的试验,但效果不明显,反会又引出另一副作用——分层。比较切实可行的冬季负温配方设计是尽量减少、直至撤除功能剂,选择全母液或近似全母液的配方。或者将配方的含固量(有效物)提上去,而将掺量降下来。再就是给储罐配置电发热棒(一般10吨左右的储罐配1~2根功率约3kW左右的即可)升温保温,注意要给发热棒、接线盒设遮雨、防尘罩和绝缘措施,以策安全。相比较,设加热装置的防冰措施周全、稳妥、保险,且不限制配方性能设计的合理性和选料用料的自由度。

4 聚羧酸母液产品储存的不稳定性
化学品,特别是液态的化学品,都存在有效储存期的问题,作为高化学活性的混凝土外加剂也不能免。聚羧酸的久储,也有此类问题,有的仅仅是形态发生变化,但也有活性减低的。

4.1 因自缩合倾向引起的不稳定性
但凡合成的高分子化学品,卸出反应釜并不意味着缩聚反应的彻底终止。特别是液态的高化学活性的水剂产品,因溶剂水能为溶质电离的离子的自由迁徙、相遇、继而发生延伸的反应提供“高速公路”,只要反应条件出现,仍能极缓慢地、持续地发生合成缩聚反应,其结果是该化学品的形态和性质发生一定的变化,原有的分散活性将有一定程度的降低。
聚羧酸在静态下久储,底部液体会逐渐变粘变稠(该粘稠物的粘度很大,样品桶倒扣仍可粘于桶底而不滑落),如静储时间再延长,会有透明冰糖状的屑块出现(注:40%高浓度聚羧酸的增粘、转屑块异变的倾向大于20%低浓度的聚羧酸)。如将该冰糖状屑块捞出、置于空气中,会像芒硝晶体(Na2SO4·10H2O)那样缓慢地白粉化。经对粘稠液、冰糖状屑块做简单的定性测定——将40%浓度聚羧酸异变而成的粘稠物、冰糖状屑块,各按1:3溶解于水,掺量1%时,水泥净浆流动度分别为182mm、256mm,表明这两种聚羧酸形态异变物并未发生大变质,其分散活性依然存在,尽管久储的聚羧酸母液形态会有异变,但仍然可以使用。但需检测评估其缩水的分散活性后,谨慎地降等降级或增加掺量使用。据推测,这两种异变物有可能是延伸的二次合成缩聚反应所致,上一代用尿素做原料合成的三聚氰胺外加剂在久储后也有此现象。笔者当年发往广州拟做“光亮剂”的三聚氰胺货品,二个月后全部变为更大分子量的透明“冻胶”,而且不溶于水,其储存的变质不稳定性更甚于聚羧酸。

4.2 因接触碳钢材质引起的不稳定性
由于Fe3+会诱发聚羧酸的不利副反应,故其合成使用的反应器不能采用碳钢材质,并延后到储存容器也不能采用碳钢材质。碳钢诱变在聚羧酸产品问世的初期(当年的合成水平、所用原料和工艺条件与当下有所不同)比较多见。早年曾有过某公司用碳钢材质的盛桶发往外地客户的产品,五个月后竟变为完全不溶于水的透明“果冻”状态的案例。但大部分碳钢诱变的后果没有该例如此极端(完全失效),只是分散活性有不同程度的降低、损失。经过十余年不断的技术进步,Fe3+对现今合成技术生产的聚羧酸诱变的敏感性已大为降低,近年很少见有报,甚至已有企业用不涂隔离层的碳钢容器直接储存聚羧酸母液的。

4.3 因生产时加入改性助剂引起的不稳定性
与上一代外加剂的另一不同点是聚羧酸产品自身兼有一定的含气量,不同原料不同工艺合成的产品含气量高低不尽相同,生产企业一般会选择在合成的后阶段(出釜前)加入消泡剂来降低和控制其总量。入选的某些硅酮类、磷酸酯类的消泡剂,加入后在聚羧酸内的均布状态却不能恒久和稳定,静止储存一定时间后,或再因温度下降,有时会反乳化,从聚羧酸母液中析出,凝聚呈液滴状或蜡状碎片浮在液面。处置和控制外加剂的含气量一般遵循“热消泡冷引气”的原则,即消泡生效需要热状态条件。已呈凝聚液滴状或蜡状碎片析出的消泡剂,如不能重返有加热和强搅拌功能的反应釜,是不可能二次分散混匀生效的。
为克服聚羧酸母液产品储存的不稳定性,安全地使用聚羧酸,建议:自产复配企业应根据母液耗用量和混凝土的生产节奏,计划订货,合理控制储存期,在母液供应商产品使用说明书的质保时间期限内用尽该产品;再是定时地启动循环泵打回流,打破储存的静态,保持罐内母液的均布状态;三是如产品一旦过期,须遵循先检后用的安全原则。
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