淺談聚羧酸減水劑生產工藝功能化調控的設計與實現

張洋 中交四航局廣州南沙工程有限公司

目前建筑工程中使用的高性能混凝土中，高效減水劑的使用必不可少，其能夠在一定程度上保證混凝土施工工作的穩定性。聚羧酸減水劑的減水率高，且具有較好的耐久性，目前在建筑工程施工中得到了比較廣泛的應用，但是在實際施工的過程中，因為使用的原材料、施工環境等的不同，對聚羧酸減水劑的發展提出了一定的挑戰，因此對其進行研究具有非常重要的意義。

1.聚羧酸減水劑生產工藝功能化調控系統的構成

主反應器、傳感器以及原料儲存器、數顯計時器等組成了功能化調控系統，如圖1所示。

在實際使用的過程中主反應器內主要進行合成反應，通過將旁路管道設置在主反應器當中，能夠使合成反應的速度更快，有效提高產品的效率和質量。主反應器是一類圓柱體結構，被固定在鋼架當中，使用的尺寸可以根據實際需求進行設計。在實際使用的過程中，應該設置主反應器上的液位線上線，讓反應器罐體內的反應液總量處于標準的范圍內，從而讓整個系統能夠實現正常運行。

2.聚羧酸減水劑生產工藝功能化調控系統的功能研究

2.1 連續可調減水劑的性能

該類功能的實現主要是通過使用兩聯式的滴加器與原料儲存器，將多種類型的原料放入其中，并以原料的類型與總量為依據，合理調整減水劑，保證減水劑的性能能夠充分發揮出來，從而讓其在不同的施工環境中得到使用。

通過設置多個儲存器，有效結合建筑工程的實際施工情況確定使用的合成原料，并選擇類型不同的儲存器控制計量泵中的原料使用量，這樣能夠進一步控制原料種類的多樣性，從而讓減水劑的連續可調功能有效實現。

2.2 實時監控

溫度傳感器、數顯計時器等都是系統中進行監控的重要設備，當溶液加入主反應器中時，將數顯計時器啟動，就會實時顯示出進行主反應時使用的時間以及反應的階段，此時溫度傳感器等設備能夠將主反應器中的溫度等內容顯示出來，如果相關的參數存在異常，系統就會自動啟動報警器，并控制原料的進料速度，從而解決參數異常的情況。

圖1

2.3 對輸送液的數量進行控制

在在線實時監控的過程中，如果發現相關的參數符合標準規范，就可以依照一般的設定控制進料速度，但是一旦出現了異常情況，則可以利用計算機設備對入料的速度進行控制。通過觀察功能化調控系統圖可以知道，在所有的管道上都設置了流量泵，其能夠為液體輸送的工作提供一定的動力，并對液體的輸送量進行精確控制。

2.4 檢測與控制有害離子的功能

檢測與控制有害離子的功能主要是利用系統中的離子傳感器和報警器等設備，檢查反應器中存在的有害離子的濃度，并與實際的施工要求、標準相結合，對有害離子的濃度設置在可以控制的范圍內，如果一旦發展有害離子超過了可以控制的范圍，就應該使用純度較高的堿對有害雜質的含量進行控制。

3.聚羧酸減水劑生產工藝功能化調控系統的優點與實際應用

3.1 系統存在的優點

本文所研究的系統與傳統的減水劑生產工藝系統相比，具有較大的優勢，其中包括：

（1）該系統在控制多元組分原料，將減水劑性能體現的同時，還具有較好的適應性，能夠在多種環境下使用，并在一定程度上改善了原有的組分質量波動較大的缺點。

（2）在使用的過程中還可以通過對主反應器中的反應液物理參數進行在線檢測，使用計算機設備對生產過程中的參數情況進行判斷，讓其能夠一直處于標準的范圍內，同時還能保證計量閥的自動調節功能，自主控制原料進料的速度，計算機設備是整個生產過程中比較重要的設備，在一定程度上減少了人工的勞動量和成本，并具有較高的精準度；合成聚羧酸減水劑的過程中，常規原料的用量一般較少，但是其卻對減水劑的結構以及性能的影響較大，所以在加入該原料的過程中，要保證加入的原料用量符合標準。目前在一般工業中采用玻璃轉子流量計對原料的用量進行判斷，該類裝置能夠將用量直接顯示出來，并且具有調節方便和價格低廉的優勢，但是原料具有一定的黏度，可能會影響計量的實際效果，進一步就會影響合成質量，因此為了將該問題有效解決，可以將滴加器裝置添加在主反應器之間，將原料稀釋在滴加器重，并設置標準的液位線，從而讓原料用料的準確性得到保證。

（3）傳統的合成工藝中一般會在選擇原料的過程中對有害物質的含量進行檢測，但是一些樣本合格的原料可能會存在有害物質超標的情況，當合成了減水劑之后再對有害物質進行檢測可能會導致物質超標的情況，而本文設計的裝置當中，主要是通過在主反應器上設置旁路管道，并將離子傳感器安裝在管道上，讓其能夠在線對有害物質的濃度進行檢測，并且在實際的進料工作當中，如果發現物質的濃度增長的速度較快，就應該認定其出現了異常的情況，此時系統就會自主啟動相關的報警裝置，同時及時加入純度更高的原料對其濃度含量進行控制。

3.2 系統的實際應用

該功能化調控系統主要在合成反應控制中進行使用，當主反應器準備工作之前，應該先將計量泵啟動，并讓冷水進入相應的料箱當中，然后將主反應器的攪拌裝置啟動，在主反應器中泵入大單體溶液，該類過程一般會花費30min；將下一個計量泵啟動之后讓原料進入到主反應器當中，同時將不同的原料進行滴加工序，滴加的工序一般在3h內完成，通過相關的試驗結果可以知道，每個班次的生產可以在6h內完成，所以一天能夠完成4個班次的生產工作。

通過進行上述的工作流程，生產出用于工程A（橋梁工程）的高減水型聚羧酸減水劑PC-2和用于工程B（房屋建筑抹灰工程）的聚羧酸減水劑PC-3。工程A當中對使用的預應力混凝土當中的氯離子含量要求具有較高的要求，所以應該保證使用的聚羧酸減水劑中的Cl-含量應該嚴格控制標準的范圍內；而B工程主使用的素混凝土的對聚羧酸減水劑PC-3中Cl-的含量要求不嚴，通過將聚羧酸減水劑應用在實際的工程當中可以知道，設計的聚羧酸減水劑生產工藝功能化調控系統能夠保證減水劑的質量，為混凝土質量的提升提供了技術保證，具有較大的應用價值和前景。

4.結束語

隨著科學技術的不斷進步，聚羧酸減水劑生產工藝功能化調控系統的出現是必然趨勢，在實際減水劑生產的過程中使用該功能化調控系統，能夠對主反應器的反應情況進行在線監測，并能對有害離子進行控制，改善了傳統工藝中存在的問題，進一步推動了我國建筑行業的發展。