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聚羧酸减水剂的存储稳定性研究与应对措施

编辑:华伟银凯   发布时间:2019-12-10?

  聚羧酸减水剂在存储过程中有一定的条件要求,若存储不当,减水剂会发霉变质。本文研究了对于霉变聚羧酸减水剂,如何消除它的颜色与气味、霉变减水剂对混凝土工作性能的影响以及减水剂的防腐措施,结果表明,对于已经霉变的减水剂,可通过加入除味去臭剂、防腐剂或亚硝酸钠等无机盐进行处理,对于未霉变的减水剂,可加入一定量的防腐剂防止其霉变。
  当前,第三代减水剂———聚羧酸减水剂使用广泛,该减水剂分子结构可设计性强、减水率高、坍落度经时损失小,在不同种类的混凝土中应用广泛。在混凝土的配制过程中,葡萄糖酸钠经常作为缓凝剂来用,大量的实际应用表明:在减水剂中加入葡萄糖酸钠,能够提高减水剂与水泥的适应性、提高减水率、减小坍落度损失。但是,加入葡萄糖酸钠的聚羧酸减水剂产品在温度较高的情况下很容易变质,储存不好就会发霉、变质,发出恶臭,给应用工程带来很多麻烦,情况轻者产品性能降低,严重则使产品功效完全丧失,但主要问题是使聚羧酸减水剂产品的性能下降。考虑到这种情况,本文对霉变聚羧酸减水剂进行了研究,并对如何预防聚羧酸减水剂发生霉变进行了探讨。
  1、实验部分
  1.1 实验原料
  霉变减水剂1(固含量20%,黑色发臭);霉变减水剂2(固含量20%,黄色发臭);HS-109聚羧酸减水剂(固含量40%,浅黄色透明液体),山西山大合盛新材料股份有限企业;除味去臭剂,TCP20,北京嘉和瑞联科技有限企业;防腐剂,上海索凯实业有限企业;引气剂为十二烷基硫酸钠(工业品);亚硝酸钠(工业品);葡萄糖酸钠(工业品);双马水泥P.O32.5。
  1.2 霉变减水剂褪色实验
  取三个100mL烧杯,分别加入50g霉变减水剂1,再依次加入0.05g防腐剂,0.05g除味去臭剂,0.05g亚硝酸钠,均匀搅拌,观察烧杯中减水剂颜色的变化。
  聚羧酸减水剂使用时按表1进行复配。

  表1 减水剂复配表 (%)


  对于霉变减水剂2进行与霉变减水剂1同样的实验。
  1.3 混凝土性能测试
  按照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》和GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》对混凝土工作性能、抗压强度进行测试。其中减水剂掺量为1%,混凝土配合比为C∶S∶G小∶G中∶G大∶W=1∶3∶2∶2.5∶1∶0.5。
  2、结果与讨论
  2.1 亚硝酸钠对霉变减水剂的影响
  通过实验,对于黑色、具有臭鸡蛋气味的霉变减水剂1,在加入防腐剂和除味去臭剂后,减水剂的颜色不变,但臭味消失,说明防腐剂和除味去臭剂只能使臭味消失,但不能褪色,在加入亚硝酸钠的烧杯中,减水剂臭味消失,黑色褪去,变成黄色,但不影响减水剂的使用,证明亚硝酸钠能够起到褪色的作用。而对于黄色发臭的霉变减水剂2,在加入防腐剂的烧杯中,可以发现减水剂仍是发臭的,而在加入除味去臭剂和亚硝酸钠的烧杯中,减水剂臭味减小,实验结果见表2。
  表2 霉变减水剂实验结果


  从该实验可以得出结论,对于已经霉变发黑的减水剂,加入亚硝酸钠可以使其褪去黑色;加入除味去臭剂或亚硝酸钠可使只发臭颜色不变的减水剂臭味减小,这是因为亚硝酸钠对抑制微生物的增殖有一定的作用。
  2.2 混凝土性能测试
  将减水剂复配,加入混凝土进行测试,实验结果见表3和图1。
  表3 混凝土性能实验结果



  从表3可知,与掺正常减水剂的混凝土相比,掺霉变减水剂的混凝土坍落度及坍落度经时损失都有所下降,扩展度也变小,证明霉变减水剂对混凝土的性能有影响,而且放置时间越长,性能降低越多。
  混凝土抗压强度测试结果见图1。

  图1 混凝土抗压强度测试结果



  由图1可知,掺霉变减水剂1和霉变减水剂2的混凝土与掺正常减水剂的混凝土抗压强度相比,无论是3d、7d、28d,其抗压强度都有所降低。由此看来,霉变减水剂对混凝土抗压强度也有一定影响。
  2.3 引起聚羧酸减水剂霉变因素的探讨
  2.3.1 葡萄糖酸钠的影响
  近几年来,随着混凝土搅拌站的不断增多,混凝土外加剂的研究也在不断深入,葡萄糖酸钠的应用也随着不断扩大。在建筑行业中葡萄糖酸钠作为缓凝剂、泵送剂,在葡萄糖酸钠的生产过程中,生产条件如果控制不好,就会残留葡萄糖、黑曲霉,而不合格葡萄糖酸钠产品中的黑曲霉就会引起减水剂发黑,所以在外加剂的复配过程中一定要使用合格的葡萄糖酸钠。
  2.3.2微生物的影响
  霉菌、细菌是主要侵袭聚合物的微生物,在适当的温度、湿度条件下微生物就会在聚合物表面长霉。聚合物体系中含有油脂类化合物及增塑剂,特别是含脂肪酸结构的化合物很容易感染霉菌。葡萄糖和黑曲霉等一些微生物在不合格的葡萄糖酸钠中就会有残留,复配过程中加入不合格葡萄糖酸钠就会使霉变减水剂发黑,在一定的温度湿度下,减水剂则发黑、发臭,在复配过程中引入营养物质(如葡萄糖,蔗糖等),这些营养物质发酵就会引起减水剂发臭。
  2.3.3 温度的影响
  温度升高,微生物的活性增大,大分子链的运动也加快,只要超过化学键的离解能,就会发生链式分解、无规断裂、侧基分解的热分解,使减水剂的霉变速度加快,进而加快聚合物的劣化速度。所以,对新制备出的减水剂最好能够尽快使用,若要存放聚羧酸减水剂,一定要选择阴凉通风的地方。
  3、结论
  温度、湿度及复配材料等因素都会导致聚羧酸减水剂发生霉变,特别是在温度较高的夏季,要使聚羧酸减水剂的保质期延长,防止减水剂发霉,可以对刚生产出来的减水剂加入一定量的防腐剂,要使已经发霉的减水剂能够正常使用,可通过加入亚硝酸钠或除味杀菌剂来实现。


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