Wie ein HPEG-Monomerwechsel die Leistungsschwäche von PCE und die Probleme mit der Zementverträglichkeit bei einem großen Bauprojekt löste

Ein Hersteller von Polycarboxylat-Fließmitteln, der Transportbetonwerke in einem wachstumsstarken Baumarkt mit Zusatzmitteln beliefert, wandte sich an uns, nachdem er auf zwei sich gegenseitig verstärkende Probleme gestoßen war, die seine Beziehungen zu seinen Betonkunden beeinträchtigten.

Ihr PCE-Zusatzmittel – im eigenen Haus aus HPEG-Polyether-Makromonomer eines früheren Lieferanten synthetisiert – erreichte die in den technischen Datenblättern angegebenen Wasserreduktionswerte nicht. Gleichzeitig gingen bei zwei Betonwerken Beschwerden ein, wonach das Zusatzmittel bei bestimmten Zementmarken zu uneinheitlichen Verarbeitbarkeitsergebnissen führte – normales Setzmaß bei einigen Chargen, nahezu kein Fließvermögen bei anderen, obwohl die Mischungszusammensetzung identisch war.

Beide Probleme bestanden bereits seit etwa drei Monaten, bevor sie sich meldeten. Zu diesem Zeitpunkt hatten sie zwei Transportbetonlieferverträge verloren und standen unter dem Druck ihrer verbleibenden Kunden, Abhilfemaßnahmen nachzuweisen.

Diagnose des Problems

Nach Überprüfung ihrer Syntheseprozessparameter und Anforderung von Proben ihrer bestehendenHPEG-MonomerNach der Lieferung identifizierte unser technisches Team zwei unterschiedliche Ursachen – eine für jedes Problem.

Problem 1: Die Wasserreduktionsrate des PCE liegt unterhalb der Spezifikation.

Die Analyse des verwendeten HPEG-Polyether-Makromonomers ergab einen Veresterungsgrad von 94 % – unterhalb des für eine effiziente PCE-Synthese erforderlichen Schwellenwerts von ≥ 98 %. Dies bedeutete in der Praxis, dass etwa 6 % des Monomers während der Synthese nicht in die Polymerkette eingebaut wurden. Das Ergebnis war ein fertiges PCE mit einem geringeren Gehalt an aktivem Polymer pro Gewichtseinheit als in der Formulierung angenommen – mit Wasserreduktionsraten von 18 bis 20 % im praktischen Einsatz gegenüber den spezifizierten 28 bis 30 %.

Das Analysezertifikat des vorherigen Lieferanten wies zwar ein Molekulargewicht innerhalb des Sollbereichs aus, die Veresterungsrate wurde jedoch entweder nicht geprüft oder nicht offengelegt. Ohne diesen Parameter konnte der Hersteller des Zusatzmittels das Problem bei Wareneingang nicht erkennen – es zeigte sich erst im praktischen Einsatz durch die Minderleistung.

Problem 2: Zementverträglichkeitsversagen

Die Uneinheitlichkeit der Verarbeitbarkeit ließ sich auf ein anderes Problem zurückführen: die Variabilität der Molekulargewichtsverteilung zwischen den Chargen ihrer Produkte.HPEG-MonomerFür die PCE-Synthese. Zemente mit höherem C3A-Gehalt – der Aluminatphase, die am reaktivsten mit Zusatzmitteln reagiert – sind deutlich empfindlicher gegenüber der PCE-Polymerarchitektur als Zemente mit niedrigem C3A-Gehalt. Wenn sich die Molekulargewichtsverteilung zwischen den Monomerchargen verschob, veränderte sich das Adsorptionsverhalten des resultierenden PCE auf Zement mit hohem C3A-Gehalt so stark, dass die von den Betonwerken gemeldeten unregelmäßigen Verarbeitbarkeitseigenschaften auftraten.

Die beiden problematischen Zementmarken wiesen einen C3A-Gehalt von über 10 % auf – im oberen Bereich der in diesem Markt üblichen Werte. Das Zusatzmittel zeigte bei Zementen mit niedrigem C3A-Gehalt zufriedenstellende Ergebnisse, weshalb das Problem eher selektiv als allgemein aufzutreten schien.

Die Lösung

Wir empfehlen den Wechsel zu unserem HPEG 2400-Sortenprodukt mit garantierter Veresterungsrate von ≥98 % und verifizierter Molekulargewichtsverteilung innerhalb von ±150 Da vom Nominalwert, was durch ein vollständiges Analysezertifikat für jede Lieferung bestätigt wird.

Der Zusatzmittelhersteller hat sein PCE mit unserem HPEG-Polyether-Makromonomer unter identischen Syntheseparametern neu synthetisiert. Die Wasserreduktionsrate der ersten Produktionscharge lag bei 29 % – erstmals seit drei Monaten innerhalb der Spezifikation. Die Verarbeitbarkeit aller Zementmarken, einschließlich der beiden C3A-reichen Zemente, die zuvor Probleme bereitet hatten, war über fünf aufeinanderfolgende Produktionschargen hinweg konstant.

Ergebnisse

Kundenfeedback

Wir hatten unsere Syntheseparameter angepasst, um die Leistung zu verbessern, aber das Problem lag nie in unserem Prozess – es lag am Monomer. Sobald wir einen Lieferanten hatten, der die Veresterungsrate und die Molekulargewichtsverteilung jeder Charge überprüfen konnte, lief alles wie am Schnürchen.

— Technischer Direktor, PCE-Zusatzmittelhersteller

Abschluss

Für Hersteller von Polycarboxylat-SuperplastifizierermonomerenHPEG-MonomerDie Qualität lässt sich nicht allein anhand des Molekulargewichts beurteilen. Veresterungsgrad und Molekulargewichtsverteilung sind die Parameter, die die tatsächliche Syntheseleistung bestimmen – und beide erfordern verifizierte Analyseergebnisse (CoA), nicht nur nominelle Spezifikationen. Als spezialisierter Lieferant von HPEG für die Herstellung von Polycarboxylat-Zusatzmitteln bieten wir für jede Lieferung eine vollständige Parameterprüfung sowie technische Unterstützung zur Syntheseoptimierung für alle Zementarten und Anwendungsbereiche.

Kontaktieren Sie uns, um ein Muster, ein vollständiges Analysezertifikat oder eine Syntheseberatung für Ihre HPEG-Monomer-Anforderungen anzufordern.