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減水劑變質的現象、原因、危害

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【摘要】:
聚羧酸系減水劑是繼普通減水劑、高效減水劑之後的第三代高性能減水劑。與其它種類減水劑相比,它具有分子可設計性強、減水率高、保坍性好、氯離子和堿性物質含量低、生産和使用無汙染等優點。  實際應用中,聚羧酸系減水劑常與少量的消泡組分、緩凝組分、引氣組分、粘度改性組分等複配成所謂的“終端産品”,以滿足不同的混凝土技術性能要求。葡萄糖酸鈉或蔗糖作爲緩凝組分與聚羧酸系減水劑複配,可以一定程度上提高減水率、減緩

  聚羧酸系減水劑是繼普通減水劑、高效減水劑之後的第三代高性能減水劑。與其它種類減水劑相比,它具有分子可設計性強、減水率高、保坍性好、氯離子和堿性物質含量低、生産和使用無汙染等優點。

  實際應用中,聚羧酸系減水劑常與少量的消泡組分、緩凝組分、引氣組分、粘度改性組分等複配成所謂的“終端産品”,以滿足不同的混凝土技術性能要求。葡萄糖酸鈉或蔗糖作爲緩凝組分與聚羧酸系減水劑複配,可以一定程度上提高減水率、減緩坍落度損失,並改善減水劑與水泥的適應性。

  但同時,聚羧酸系減水劑産品也常會因葡萄糖酸鈉的加入而很快發生變質,輕則性能降低,重則完全喪失功效,給工程使用帶來許多不確定因素或直接導致工程事故,甚至引起許多法律糾紛。高溫天氣情況下,這種問題更甚。爲杜絕聚羧酸系減水劑發生變質而導致性能變化甚至帶來工程事故,江蘇博思通將分析其原因,並從生産和應用角度提出預防聚羧酸系減水劑變質的有效措施。

  聚羧酸系減水劑變質的現象及原因

  聚羧酸系減水劑變質初期,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,並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,並伴有腐敗的酸臭味氣體生成。這種變質主要是由黴變作用引起的。

  聚羧酸系減水劑變質主要由所複配的葡萄糖酸鈉引起。

  葡萄糖酸鈉的生産方法主要有生物發酵法、電解氧化法以及多相催化氧化法等。

  生物發酵法中,微生物分解碳水化合物的簡單過程是:碳水化合物(多糖、纖維素、澱粉等)被分解爲雙糖(蔗糖、麥芽糖、乳糖),進一步分解爲單糖(葡萄糖),再被分解爲丙酮酸,進一步分解爲有機酸、醇、醛等,*被分解爲二氧化碳和水等。微生物在適當的溫度、濕度條件下能在某一聚合物表面長黴。凡是聚合物體系中含有增塑劑及油脂類化合物,特別是含脂肪酸結構的化合物很容易感染黴菌。在濕熱的環境下,黴菌的分泌物會引起物質分解轉化爲醇類、有機酸等物質,這些物質又爲細菌生長提供養料,從而使細菌得以寄生和繁殖,使生物降解加劇。

  工業化生産上普遍采用黑曲黴發酵制取葡萄糖酸鈉。利用黑曲黴發酵制取葡萄糖酸鈉時,發酵結束後會産生大量的黑曲黴菌體殘渣,其濕重是葡萄糖酸鈉溶液總量的2%-3%。黑曲黴菌渣中含有營養物質和多種成分。在葡萄糖酸鈉的生産中,若生産控制不嚴格,難免會有葡萄糖、黑曲黴的殘留,這也爲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。當極爲鮮見的繁殖條件一旦偶遇並相互疊加時,“黴菌爆生”現象即出現。變質了的減水劑發黑,就是由不合格的葡萄糖酸鈉産品中的黑曲黴發酵引起的。

  另一方面,聚羧酸系減水劑的黴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,減水劑的黴變速度也越快。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,並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。