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日志

 
 

混凝土外加剂的自然霉变倾向与防霉保质措施  

2010-06-24 14:13:24|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一.   混凝土外加剂的自然霉变及霉变特征

南北方的商品混凝土搅拌站试验室常常会遇到一个困惑不解的问题,即收

下留存的泵送剂小样一些时日过后,其盛放容器会涨得滚园失形,甚至会嘭然涨破,这个现象就是混凝土外加剂的自然霉变。因为,混凝土外加剂自生产至应用消耗毕的全过程系留存于自然的有菌状态下,除合成母本(内中所含的未参加缩聚反应的游离甲醛量已达到临界杀菌浓度)以外,各类复配型混凝土外加剂的组方中均含有糖类、羟基羧酸盐类等缓凝保塑组份,而此类原料无一不归类于食品及食品添加剂。既然是食品及食品添加剂,“人食得,菌亦食得”。因此,在一定条件下,混凝土外加剂滋生细菌而致霉变的倾向是必然的、普遍的,区别只在于霉变程度的轻重及是否影响到质量而已。

复配型混凝土外加剂的霉变多发生在搅拌站地面储箱的气-液界面部位和侧壁,呈园斑或线条状,多见为褐色、绿色、浓绿色,表面有浅色绒毛状或棉絮状的菌丝体;进而发展至液面,呈离散岛块状漂浮物,块间不时有串状气泡泛起;霉菌严重繁殖时,会布满整个储箱的液面,厚韧若毡体(厚度可达1~4cm),表面呈皱缩状,并伴有不雅的特征酸腐气体发生、逸出;霉变后的外加剂液的PH值一般会降低0.5~2.0。从菌落的外观推测(并无做专业镜检),估计属霉菌和酵母菌类。

 

二.   复配型混凝土外加剂的霉变发生情况分析

1.按霉变的发生倾向、频率、程度排序,复配型混凝土外加剂的品种排序为:普通型甚于中效型,中效型甚于高效型。这个排序恰好与这三种复配型外加剂内中所含营养基组份的多少排序相一致。

2.按复配型混凝土外加剂所选用的高效母体种类,唯由磺化酮醛系复配、衍生的产品似有先天的抗腐防霉能力,笔者至今尚未发现磺化酮醛系复配产品有致霉的个例,推测是PH值接近14的强碱性环境不适宜菌类生长。磺化酮醛系而外的其他母本所复配的混凝土外加剂均有不同程度的霉变发生。

3.按复配型混凝土外加剂所选用的缓凝保塑类组份分析,糖类原料远甚于羟基羧酸盐类原料,其中尤以糖蜜(即橘水)及其衍生产品(糖钙)为最。

4.从地域分析(因笔者曾先后在宁夏、广东、上海工作),霉变的发生珠江流域甚于长江流域、而长江流域甚于西北。地理纬度越低,霉变倾向越厉害。

5.从季节分析,高温高湿的夏季为霉变的多发期,高发期,尤其多发于降雨天气。因降雨无意将菌源带入外加剂储箱。因此,敞口或部分敞口储箱的霉变倾向也甚于有盖的储箱。

6.霉变还多发于长节假日之后。因在非长节假日期间,搅拌站处于正常的持续运转状态,外加剂的“消耗-补充”处于动态平衡之中,不断有刚生产的新鲜无菌、低菌的泵送剂补充进来,即储箱内的菌落临界浓度始终突不上去。而节假日停产,储箱内的外加剂不耗不补,亦不吸不泵,这种静态的有氧条件极易滋生霉菌。(注:霉菌和大部分细菌均属需氧菌)

7.相信诸多萘系合成厂的从业人员均吃过缩合釜“爆聚-结锅”事故的苦头。在复配型混凝土外加剂的霉变上,也有相类似的“霉菌爆生”现象出现,且毫无征兆,完全是突发性的。众所周知,在适宜的自然条件下(营养物、温度、湿度、氧气、PH值),细菌具有惊人的繁殖速度,大约20~30min可以繁殖一代,一个昼夜竟可繁殖72代。当极为鲜见的细菌繁殖条件一旦偶遇并相叠加时,“霉菌爆生”现象即出现。较之平日正常值几千甚至几十万倍的菌类新陈代谢产物“产酶、产酸、产气”的一下子爆生,尤其是由不明酶所发酵分解的不明产物的大量生成,使原复配型混凝土外加剂的成分及性能大变、突变,致使外加剂对混凝土的作用完全失控,导致严重的质量事故。98年、04年在某市曾发生数例糖蜜系泵送剂配制的混凝土在搅拌车内急凝的事故,据分析,推测与糖蜜霉变有关(因事后排除急凝与水泥中的石膏无关)。

 

三.   杀菌保质剂试验

复配型混凝土外加剂的防霉、抗霉,关键是寻找、筛选一种对路的、有效的工业杀菌剂。笔者曾先后尝试过醛类、含氯类、过氧化物类、亚硝酸盐类、脱氢醋酸类、酚类等工业用杀菌剂,间接的效果试验表明唯后者比较适用、有效。

五氯酚钠,为天津某重点化工企业生产,浅粉红色小纸团状颗粒,原用于杀灭钉螺以防治血吸虫病,然移植用于混凝土外加剂的杀菌防霉保质,却效果显著。但因其分子结构的对称性而致的降解自消性差、自然留存期长,污染生态环境而遭禁、退出市场。

另一种酚类工业用杀菌剂系某著名跨国化工企业所产,笔者编序为X-F1保质剂。X-F1外观为白色片状物,有特征的嗅味,主成分为酚类化合物,有效物含量≧99%,对一些细菌、霉菌的长效最低抑制浓度为10~170mg/kg,中等毒性,但代谢产物可随尿排出,美国、欧共体允许使用于柑橘类保鲜。因此,在混凝土外加剂中使用应是安全的。为了方便生产使用,X-F1保质剂须与其他化学剂配成约30%浓度的工作液,计量后在搅拌中掺入,掺入后即成极微细的颗粒均匀且稳定地分散于复配型混凝土外加剂中,有效发挥作用。

试验介绍:囿于自身的专业和仪器条件不可能进行规范的生化试验来测试、评价杀菌效力,采取的是间接的模拟环境暴露效果试验。试验条件为:混凝土搅拌站试块标准养护室,温度—25℃、湿度—100%;容器为400毫升玻璃烧杯,被试外加剂至400毫升刻度;分加X-F1保质剂设防与不加两组;再分用分补10毫升洁净水与雨水诱菌两组;效果试验是观察霉变及测试水泥净浆流动度变化。

试验结果简要综述:

1.以糖蜜为配料组份(166kg/t)的普通型:不设防组2天液面线处即有2~3mm长菌丝;3天液面可见1mm左右的分散霉斑4个;5天后霉斑扩大至5~8mm、占液面的20%,且杯壁布有十数个霉斑;8天后霉斑布满整个液面。8天后设防与不设防组的水泥净浆流动度比:新鲜—100∶98,延时90分—100∶94。

设防组0.8kg/t(以固体X-F1保质剂计,以下同) 补洁净水的,15天除杯壁液面线处有零星短菌丝外,液面无霉斑;而补雨水诱菌组15天液面已有霉斑;设防组1.6kg/t的无霉期延长至30 天;设防组3.2kg/t的无霉期延长至60天。

2.以糖钙为配料组份之一(120kg/t)的中效型:不设防组3天液面线处有1段2mm长菌丝;5天液面可见1mm左右的分散霉斑2个;7天后霉斑增至6个、杯壁亦有数个霉斑;14天后霉斑蔓延约有大半个液面。14天后设防与不设防组的水泥净浆流动度比:新鲜—100∶98,延时90分—100∶96。

设防组0.3kg/t 补洁净水的,20天后除杯壁液面线处有少量短菌丝外,液面并无霉斑;而补雨水诱菌组20天液面已有零星霉斑;设防组0.6kg/t的无霉期延长至40 天;设防组1.0kg/t的无霉期延长至70天。

3.未接触生水、雨水的糖蜜原料有一定的自防霉性(约20~40天),一旦触水迅即霉变;且需剂量较大,一般>2kg/t、防30天。在多种复配型混凝土外加剂的功能原料中,也以糖蜜的防霉剂需量为最大,防霉期最短。

 

四.   复配型混凝土外加剂的防霉措施

1.最关键的在于,复配生产厂对复配配方中必须对霉菌“设防”。根据笔者的实践,“设防”等级可分为两类:一是供同城或邻近城市商品混凝土搅拌站的复配生产厂,供、运半径不大,客户对复配型混凝土外加剂的消耗量、消耗期稳定且有规律,一般2~5天一送货、流转较快的,这类“设防”期可定为10~15日(考虑长假日停产因素),如采用X-F1保质剂,防霉成本视品种、气候环境条件之不同,约为8~20元/吨。二是长距离供外省、市固定搅拌站,和小型路桥、水电工地的,前者运距远,后者消耗量小、流转周期长且不确定,这一类的“设防”期可定为3~6月,防霉成本约15~40元/吨。 一如外加剂的科学经济掺量必须通过混凝土试配给出,X-F1保质剂在某特定应用条件下的合理、经济掺量也必须通过试验得出,既有效、又节省。

2.商品混凝土搅拌站等使用单位建议采用密闭式的储箱(包括地面储箱和搅拌楼顶的缓冲储箱),储箱的检视孔也应设有活盖,先阻止、切断外来菌源的入侵。另应备有30%浓度的X-F1保质剂工作液,在定期清洗或更换品种清箱时,雾化喷洒箱体做箱体灭菌处理。当在检视孔处观察到储箱内有霉菌初现、发生时,也要喷洒保质剂予以杀灭。在长假和因故停产后,重新复产时应注意查看期间有无霉菌发生,如有发生应立即复检外加剂的质量,以判断是否因霉变导致品质弱化、降低,并采取相应的补救措施。

结语:

混凝土外加剂防霉功能的设置,一向为国内复配生产厂所漠视、轻视,时至

今日绝大多数的生产厂仍然还是不“设防”、不配兑防腐保质剂的。而实践证明,混凝土外加剂会发生自然霉变现象,并对其质量产生一定程度的影响,极偶然且严重时会导致混凝土质量事故。在防霉问题上采取侥幸的态度,寄希望于快供-快用平衡、始终有跟进的新鲜外加剂源源补充而使霉菌浓度始终在临界值以下的想法既是机会主义的,又是不可靠的。                    

 五年前,笔者曾在一家著名的生产混凝土外加剂的跨国公司短期工作,记得该跨国公司的各种产品的防腐保质期一律定为2年。某种以糖蜜为主要组份的普通缓凝减水剂其防腐成本竟达80元/吨。这样长的保质期和如此高的防腐单项成本,在我国从业者看来,不免浪费,甚至有奢华之嫌。但恰恰反映出国内外品管思想界在产品设计理念上的巨大差异,发达国家跨国公司追求完美、万无一失;而我们则还远远停留在听任发展、一赌侥幸的初级阶段。诚然,因混凝土外加剂霉变而导致混凝土质量事故的发生几率是极低的,但一旦发生,对复配生产厂的质量信誉打击将是致命的。希望国内复配生产厂从今起重视防霉问题,在配方中配兑防腐保质剂,主动设防,以全面提升己厂产品的质量和市场竞争力。

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