浅谈聚羧酸减水剂生产工艺功能化调控的设计与实现

张洋 中交四航局广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，高效减水剂的使用必不可少，其能够在一定程度上保证混凝土施工工作的稳定性。聚羧酸减水剂的减水率高，且具有较好的耐久性，目前在建筑工程施工中得到了比较广泛的应用，但是在实际施工的过程中，因为使用的原材料、施工环境等的不同，对聚羧酸减水剂的发展提出了一定的挑战，因此对其进行研究具有非常重要的意义。

1.聚羧酸减水剂生产工艺功能化调控系统的构成

主反应器、传感器以及原料储存器、数显计时器等组成了功能化调控系统，如图1所示。

在实际使用的过程中主反应器内主要进行合成反应，通过将旁路管道设置在主反应器当中，能够使合成反应的速度更快，有效提高产品的效率和质量。主反应器是一类圆柱体结构，被固定在钢架当中，使用的尺寸可以根据实际需求进行设计。在实际使用的过程中，应该设置主反应器上的液位线上线，让反应器罐体内的反应液总量处于标准的范围内，从而让整个系统能够实现正常运行。

2.聚羧酸减水剂生产工艺功能化调控系统的功能研究

2.1 连续可调减水剂的性能

该类功能的实现主要是通过使用两联式的滴加器与原料储存器，将多种类型的原料放入其中，并以原料的类型与总量为依据，合理调整减水剂，保证减水剂的性能能够充分发挥出来，从而让其在不同的施工环境中得到使用。

通过设置多个储存器，有效结合建筑工程的实际施工情况确定使用的合成原料，并选择类型不同的储存器控制计量泵中的原料使用量，这样能够进一步控制原料种类的多样性，从而让减水剂的连续可调功能有效实现。

2.2 实时监控

温度传感器、数显计时器等都是系统中进行监控的重要设备，当溶液加入主反应器中时，将数显计时器启动，就会实时显示出进行主反应时使用的时间以及反应的阶段，此时温度传感器等设备能够将主反应器中的温度等内容显示出来，如果相关的参数存在异常，系统就会自动启动报警器，并控制原料的进料速度，从而解决参数异常的情况。

图1

2.3 对输送液的数量进行控制

在在线实时监控的过程中，如果发现相关的参数符合标准规范，就可以依照一般的设定控制进料速度，但是一旦出现了异常情况，则可以利用计算机设备对入料的速度进行控制。通过观察功能化调控系统图可以知道，在所有的管道上都设置了流量泵，其能够为液体输送的工作提供一定的动力，并对液体的输送量进行精确控制。

2.4 检测与控制有害离子的功能

检测与控制有害离子的功能主要是利用系统中的离子传感器和报警器等设备，检查反应器中存在的有害离子的浓度，并与实际的施工要求、标准相结合，对有害离子的浓度设置在可以控制的范围内，如果一旦发展有害离子超过了可以控制的范围，就应该使用纯度较高的碱对有害杂质的含量进行控制。

3.聚羧酸减水剂生产工艺功能化调控系统的优点与实际应用

3.1 系统存在的优点

本文所研究的系统与传统的减水剂生产工艺系统相比，具有较大的优势，其中包括：

（1）该系统在控制多元组分原料，将减水剂性能体现的同时，还具有较好的适应性，能够在多种环境下使用，并在一定程度上改善了原有的组分质量波动较大的缺点。

（2）在使用的过程中还可以通过对主反应器中的反应液物理参数进行在线检测，使用计算机设备对生产过程中的参数情况进行判断，让其能够一直处于标准的范围内，同时还能保证计量阀的自动调节功能，自主控制原料进料的速度，计算机设备是整个生产过程中比较重要的设备，在一定程度上减少了人工的劳动量和成本，并具有较高的精准度；合成聚羧酸减水剂的过程中，常规原料的用量一般较少，但是其却对减水剂的结构以及性能的影响较大，所以在加入该原料的过程中，要保证加入的原料用量符合标准。目前在一般工业中采用玻璃转子流量计对原料的用量进行判断，该类装置能够将用量直接显示出来，并且具有调节方便和价格低廉的优势，但是原料具有一定的黏度，可能会影响计量的实际效果，进一步就会影响合成质量，因此为了将该问题有效解决，可以将滴加器装置添加在主反应器之间，将原料稀释在滴加器重，并设置标准的液位线，从而让原料用料的准确性得到保证。

（3）传统的合成工艺中一般会在选择原料的过程中对有害物质的含量进行检测，但是一些样本合格的原料可能会存在有害物质超标的情况，当合成了减水剂之后再对有害物质进行检测可能会导致物质超标的情况，而本文设计的装置当中，主要是通过在主反应器上设置旁路管道，并将离子传感器安装在管道上，让其能够在线对有害物质的浓度进行检测，并且在实际的进料工作当中，如果发现物质的浓度增长的速度较快，就应该认定其出现了异常的情况，此时系统就会自主启动相关的报警装置，同时及时加入纯度更高的原料对其浓度含量进行控制。

3.2 系统的实际应用

该功能化调控系统主要在合成反应控制中进行使用，当主反应器准备工作之前，应该先将计量泵启动，并让冷水进入相应的料箱当中，然后将主反应器的搅拌装置启动，在主反应器中泵入大单体溶液，该类过程一般会花费30min；将下一个计量泵启动之后让原料进入到主反应器当中，同时将不同的原料进行滴加工序，滴加的工序一般在3h内完成，通过相关的试验结果可以知道，每个班次的生产可以在6h内完成，所以一天能够完成4个班次的生产工作。

通过进行上述的工作流程，生产出用于工程A（桥梁工程）的高减水型聚羧酸减水剂PC-2和用于工程B（房屋建筑抹灰工程）的聚羧酸减水剂PC-3。工程A当中对使用的预应力混凝土当中的氯离子含量要求具有较高的要求，所以应该保证使用的聚羧酸减水剂中的Cl-含量应该严格控制标准的范围内；而B工程主使用的素混凝土的对聚羧酸减水剂PC-3中Cl-的含量要求不严，通过将聚羧酸减水剂应用在实际的工程当中可以知道，设计的聚羧酸减水剂生产工艺功能化调控系统能够保证减水剂的质量，为混凝土质量的提升提供了技术保证，具有较大的应用价值和前景。

4.结束语

随着科学技术的不断进步，聚羧酸减水剂生产工艺功能化调控系统的出现是必然趋势，在实际减水剂生产的过程中使用该功能化调控系统，能够对主反应器的反应情况进行在线监测，并能对有害离子进行控制，改善了传统工艺中存在的问题，进一步推动了我国建筑行业的发展。