淺談聚羧酸減水劑生產(chǎn)工藝功能化調(diào)控的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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(wěn)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(yīng)用，但是在實(shí)際施工的過程中，因?yàn)槭褂玫脑牧?、施工環(huán)境等的不同，對聚羧酸減水劑的發(fā)展提出了一定的挑戰(zhàn)，因此對其進(jìn)行研究具有非常重要的意義。

1.聚羧酸減水劑生產(chǎn)工藝功能化調(diào)控系統(tǒng)的構(gòu)成

主反應(yīng)器、傳感器以及原料儲存器、數(shù)顯計(jì)時(shí)器等組成了功能化調(diào)控系統(tǒng)，如圖1所示。

在實(shí)際使用的過程中主反應(yīng)器內(nèi)主要進(jìn)行合成反應(yīng)，通過將旁路管道設(shè)置在主反應(yīng)器當(dāng)中，能夠使合成反應(yīng)的速度更快，有效提高產(chǎn)品的效率和質(zhì)量。主反應(yīng)器是一類圓柱體結(jié)構(gòu)，被固定在鋼架當(dāng)中，使用的尺寸可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。在實(shí)際使用的過程中，應(yīng)該設(shè)置主反應(yīng)器上的液位線上線，讓反應(yīng)器罐體內(nèi)的反應(yīng)液總量處于標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)，從而讓整個(gè)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)正常運(yùn)行。

2.聚羧酸減水劑生產(chǎn)工藝功能化調(diào)控系統(tǒng)的功能研究

2.1 連續(xù)可調(diào)減水劑的性能

該類功能的實(shí)現(xiàn)主要是通過使用兩聯(lián)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(jù)，合理調(diào)整減水劑，保證減水劑的性能能夠充分發(fā)揮出來，從而讓其在不同的施工環(huán)境中得到使用。

通過設(shè)置多個(gè)儲存器，有效結(jié)合建筑工程的實(shí)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(jì)量泵中的原料使用量，這樣能夠進(jìn)一步控制原料種類的多樣性，從而讓減水劑的連續(xù)可調(diào)功能有效實(shí)現(xiàn)。

2.2 實(shí)時(shí)監(jiān)控

溫度傳感器、數(shù)顯計(jì)時(shí)器等都是系統(tǒng)中進(jìn)行監(jiān)控的重要設(shè)備，當(dāng)溶液加入主反應(yīng)器中時(shí)，將數(shù)顯計(jì)時(shí)器啟動(dòng)，就會實(shí)時(shí)顯示出進(jìn)行主反應(yīng)時(shí)使用的時(shí)間以及反應(yīng)的階段，此時(shí)溫度傳感器等設(shè)備能夠?qū)⒅鞣磻?yīng)器中的溫度等內(nèi)容顯示出來，如果相關(guān)的參數(shù)存在異常，系統(tǒng)就會自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警器，并控制原料的進(jìn)料速度，從而解決參數(shù)異常的情況。

圖1

2.3 對輸送液的數(shù)量進(jìn)行控制

在在線實(shí)時(shí)監(jiān)控的過程中，如果發(fā)現(xiàn)相關(guān)的參數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，就可以依照一般的設(shè)定控制進(jìn)料速度，但是一旦出現(xiàn)了異常情況，則可以利用計(jì)算機(jī)設(shè)備對入料的速度進(jìn)行控制。通過觀察功能化調(diào)控系統(tǒng)圖可以知道，在所有的管道上都設(shè)置了流量泵，其能夠?yàn)橐后w輸送的工作提供一定的動(dòng)力，并對液體的輸送量進(jìn)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(tǒng)中的離子傳感器和報(bào)警器等設(shè)備，檢查反應(yīng)器中存在的有害離子的濃度，并與實(shí)際的施工要求、標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合，對有害離子的濃度設(shè)置在可以控制的范圍內(nèi)，如果一旦發(fā)展有害離子超過了可以控制的范圍，就應(yīng)該使用純度較高的堿對有害雜質(zhì)的含量進(jìn)行控制。

3.聚羧酸減水劑生產(chǎn)工藝功能化調(diào)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)與實(shí)際應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)存在的優(yōu)點(diǎn)

本文所研究的系統(tǒng)與傳統(tǒng)的減水劑生產(chǎn)工藝系統(tǒng)相比，具有較大的優(yōu)勢，其中包括：

（1）該系統(tǒng)在控制多元組分原料，將減水劑性能體現(xiàn)的同時(shí)，還具有較好的適應(yīng)性，能夠在多種環(huán)境下使用，并在一定程度上改善了原有的組分質(zhì)量波動(dòng)較大的缺點(diǎn)。

（2）在使用的過程中還可以通過對主反應(yīng)器中的反應(yīng)液物理參數(shù)進(jìn)行在線檢測，使用計(jì)算機(jī)設(shè)備對生產(chǎn)過程中的參數(shù)情況進(jìn)行判斷，讓其能夠一直處于標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)，同時(shí)還能保證計(jì)量閥的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，自主控制原料進(jìn)料的速度，計(jì)算機(jī)設(shè)備是整個(gè)生產(chǎn)過程中比較重要的設(shè)備，在一定程度上減少了人工的勞動(dòng)量和成本，并具有較高的精準(zhǔn)度；合成聚羧酸減水劑的過程中，常規(guī)原料的用量一般較少，但是其卻對減水劑的結(jié)構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)。目前在一般工業(yè)中采用玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)對原料的用量進(jìn)行判斷，該類裝置能夠?qū)⒂昧恐苯语@示出來，并且具有調(diào)節(jié)方便和價(jià)格低廉的優(yōu)勢，但是原料具有一定的黏度，可能會影響計(jì)量的實(shí)際效果，進(jìn)一步就會影響合成質(zhì)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(yīng)器之間，將原料稀釋在滴加器重，并設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)的液位線，從而讓原料用料的準(zhǔn)確性得到保證。

（3）傳統(tǒng)的合成工藝中一般會在選擇原料的過程中對有害物質(zhì)的含量進(jìn)行檢測，但是一些樣本合格的原料可能會存在有害物質(zhì)超標(biāo)的情況，當(dāng)合成了減水劑之后再對有害物質(zhì)進(jìn)行檢測可能會導(dǎo)致物質(zhì)超標(biāo)的情況，而本文設(shè)計(jì)的裝置當(dāng)中，主要是通過在主反應(yīng)器上設(shè)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(zhì)的濃度進(jìn)行檢測，并且在實(shí)際的進(jìn)料工作當(dāng)中，如果發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的濃度增長的速度較快，就應(yīng)該認(rèn)定其出現(xiàn)了異常的情況，此時(shí)系統(tǒng)就會自主啟動(dòng)相關(guān)的報(bào)警裝置，同時(shí)及時(shí)加入純度更高的原料對其濃度含量進(jìn)行控制。

3.2 系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

該功能化調(diào)控系統(tǒng)主要在合成反應(yīng)控制中進(jìn)行使用，當(dāng)主反應(yīng)器準(zhǔn)備工作之前，應(yīng)該先將計(jì)量泵啟動(dòng)，并讓冷水進(jìn)入相應(yīng)的料箱當(dāng)中，然后將主反應(yīng)器的攪拌裝置啟動(dòng)，在主反應(yīng)器中泵入大單體溶液，該類過程一般會花費(fèi)30min；將下一個(gè)計(jì)量泵啟動(dòng)之后讓原料進(jìn)入到主反應(yīng)器當(dāng)中，同時(shí)將不同的原料進(jìn)行滴加工序，滴加的工序一般在3h內(nèi)完成，通過相關(guān)的試驗(yàn)結(jié)果可以知道，每個(gè)班次的生產(chǎn)可以在6h內(nèi)完成，所以一天能夠完成4個(gè)班次的生產(chǎn)工作。

通過進(jìn)行上述的工作流程，生產(chǎn)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(dāng)中對使用的預(yù)應(yīng)力混凝土當(dāng)中的氯離子含量要求具有較高的要求，所以應(yīng)該保證使用的聚羧酸減水劑中的Cl-含量應(yīng)該嚴(yán)格控制標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)；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(yán)，通過將聚羧酸減水劑應(yīng)用在實(shí)際的工程當(dāng)中可以知道，設(shè)計(jì)的聚羧酸減水劑生產(chǎn)工藝功能化調(diào)控系統(tǒng)能夠保證減水劑的質(zhì)量，為混凝土質(zhì)量的提升提供了技術(shù)保證，具有較大的應(yīng)用價(jià)值和前景。

4.結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，聚羧酸減水劑生產(chǎn)工藝功能化調(diào)控系統(tǒng)的出現(xiàn)是必然趨勢，在實(shí)際減水劑生產(chǎn)的過程中使用該功能化調(diào)控系統(tǒng)，能夠?qū)χ鞣磻?yīng)器的反應(yīng)情況進(jìn)行在線監(jiān)測，并能對有害離子進(jìn)行控制，改善了傳統(tǒng)工藝中存在的問題，進(jìn)一步推動(dòng)了我國建筑行業(yè)的發(fā)展。