Как замена мономера HPEG решила проблему низкой эффективности PCE и проблем с совместимостью цемента на крупном строительном объекте

Производитель поликарбоксилатных суперпластификаторов, поставляющий добавки на заводы по производству товарного бетона на быстрорастущем строительном рынке, обратился к нам после того, как столкнулся с двумя проблемами в составе смесей, которые негативно сказывались на его отношениях с клиентами, закупающими бетон.

Их добавка на основе полиэфиркетона (PCE), синтезированная собственными силами с использованием макромономера полиэфира HPEG, полученного от предыдущего поставщика, постоянно не обеспечивала заявленные в технической документации показатели водосбережения. Одновременно с этим, от двух конкретных бетонных заводов поступали жалобы на нестабильность удобоукладываемости добавки при использовании с определенными марками цемента — нормальная осадка в одних партиях, почти нулевая текучесть в других, при использовании идентичных составов смесей.

Обе проблемы существовали примерно три месяца, прежде чем они обратились за помощью. К тому моменту они потеряли два контракта на поставку готовых бетонных смесей и находились под давлением оставшихся клиентов, требующих продемонстрировать меры по их устранению.

Диагностика проблемы

После анализа параметров процесса синтеза и запроса образцов имеющихся у них материаловМономер HPEGВ ходе решения проблемы с поставками наша техническая команда выявила две отдельные первопричины — по одной для каждой проблемы.

Проблема 1: Коэффициент снижения содержания ПХЭ в воде ниже установленного значения.

Анализ используемого ими макромономера полиэфира HPEG показал степень этерификации 94% — ниже порогового значения ≥98%, необходимого для эффективного синтеза PCE. На практике это означало, что примерно 6% мономера не вступало в реакцию с полимерной цепью во время синтеза. В результате был получен готовый PCE с более низким содержанием активного полимера на единицу массы, чем предполагалось в рецептуре, что обеспечило снижение водопотребления на 18–20% в полевых условиях по сравнению с заявленными 28–30%.

В сертификате анализа предыдущего поставщика молекулярная масса была указана в пределах номинального диапазона, но степень этерификации либо не проверялась, либо не раскрывалась. Без этого параметра производитель добавки не мог выявить проблему при приемке товара — она становилась очевидной только по мере снижения эффективности в процессе эксплуатации.

Проблема 2: Нарушение совместимости цемента.

Нестабильность рабочих характеристик объясняется другой проблемой: изменчивостью распределения молекулярной массы между партиями их продукции.Мономер HPEGдля синтеза ПХЭ. Цементы с более высоким содержанием C3A — алюминатной фазы, наиболее реакционноспособной с добавками, — значительно более чувствительны к структуре полимера ПХЭ, чем цементы с низким содержанием C3A. Когда распределение молекулярной массы менялось между партиями мономеров, адсорбционное поведение полученного ПХЭ на цементе с высоким содержанием C3A изменялось в достаточной степени, чтобы вызвать нестабильную удобоукладываемость, о которой сообщали бетонные заводы.

В обоих проблемных марких цемента содержание C3A превышало 10% — это верхний предел диапазона, встречающегося на этом рынке. Добавка показала приемлемые результаты с цементами с низким содержанием C3A, поэтому проблема, по-видимому, носила избирательный, а не повсеместный характер.

Решение

Мы рекомендовали перейти на наш сорт HPEG 2400 с гарантированной степенью этерификации ≥98% и подтвержденным распределением молекулярной массы в пределах ±150 Да от номинального значения, что подтверждается полным сертификатом анализа (COA) каждой партии.

Производитель добавок повторно синтезировал свой ПХЭ, используя наш макромономер полиэфира HPEG с идентичными параметрами синтеза. Коэффициент водопотребления в первой производственной партии составил 29% — впервые за три месяца в пределах допустимых значений. Результаты удобоукладываемости для всех марок цемента, включая два цемента с высоким содержанием C3A, которые ранее вызывали проблемы, были стабильными в течение пяти последовательных производственных партий.

Результаты

Отзывы клиентов

Мы корректировали параметры синтеза, пытаясь улучшить его характеристики, но проблема была не в процессе, а в мономере. Как только у нас появился поставщик, который мог проверить скорость этерификации и распределение молекулярной массы в каждой партии, всё встало на свои места.

— Технический директор, производитель добавок PCE

Заключение

Для производителей поликарбоксилатных суперпластификаторов-мономеров,Мономер HPEGКачество нельзя оценить только по молекулярной массе. Скорость этерификации и распределение молекулярной массы — это параметры, определяющие реальную эффективность синтеза, и для обоих требуются проверенные данные сертификата анализа, а не номинальные спецификации. Как специализированный поставщик HPEG для производства поликарбоксилатных добавок, мы обеспечиваем полную проверку параметров каждой партии и техническую поддержку для оптимизации синтеза для всех типов цемента и условий применения.

Свяжитесь с нами, чтобы запросить образец, полный сертификат анализа или консультацию по синтезу мономера HPEG, необходимого вам.