Cómo un cambio de monómero HPEG resolvió el bajo rendimiento del PCE y las fallas de compatibilidad del cemento en un importante proyecto de construcción.

Un fabricante de superplastificantes de policarboxilato que suministra aditivos a plantas de hormigón premezclado en un mercado de la construcción de alto crecimiento se puso en contacto con nosotros tras encontrarse con dos problemas recurrentes que estaban perjudicando sus relaciones con sus clientes del sector del hormigón.

Su aditivo PCE, sintetizado internamente a partir de un macromonómero de poliéter HPEG procedente de un proveedor anterior, no lograba sistemáticamente las tasas de reducción de agua especificadas en la ficha técnica del producto. Al mismo tiempo, recibían quejas de dos plantas de hormigón que informaban de que el aditivo producía resultados de trabajabilidad erráticos con ciertas marcas de cemento: asentamiento normal en algunos lotes y flujo casi nulo en otros, utilizando diseños de mezcla idénticos.

Ambos problemas llevaban aproximadamente tres meses sin resolverse antes de que se pusieran en contacto con ellos. Para entonces, habían perdido dos contratos de suministro de hormigón premezclado y los clientes restantes les presionaban para que demostraran que habían tomado medidas correctivas.

Diagnóstico del problema

Después de revisar los parámetros de su proceso de síntesis y solicitar muestras de sus productos existentes.monómero HPEGEn cuanto al suministro, nuestro equipo técnico identificó dos causas raíz distintas, una para cada problema.

Problema 1: La tasa de reducción de agua del PCE está por debajo de la especificación.

El análisis del macromonómero de poliéter HPEG que habían estado utilizando reveló una tasa de esterificación del 94%, por debajo del umbral de ≥98% requerido para una síntesis eficiente de PCE. En la práctica, esto significaba que aproximadamente el 6% del monómero no reaccionaba con la cadena polimérica durante la síntesis. El resultado fue un PCE final con un menor contenido de polímero activo por unidad de peso que el previsto en la formulación, lo que produjo tasas de reducción de agua de entre el 18 y el 20% en su uso en campo, frente al 28-30% especificado.

El certificado de análisis del proveedor anterior indicaba que el peso molecular estaba dentro del rango nominal, pero la tasa de esterificación no se había analizado o no se había divulgado. Sin este parámetro, el productor de la mezcla no tenía forma de identificar el problema al recibir la mercancía; este solo se hizo evidente como un rendimiento deficiente en el campo.

Problema 2: Fallo de compatibilidad del cemento

La inconsistencia en la trabajabilidad se atribuyó a un problema diferente: la variabilidad en la distribución del peso molecular entre lotes de sumonómero HPEGPara la síntesis de PCE, los cementos con mayor contenido de C3A (la fase de aluminato más reactiva con los aditivos) son significativamente más sensibles a la arquitectura del polímero PCE que los cementos con bajo contenido de C3A. Cuando la distribución del peso molecular varió entre lotes de monómeros, el comportamiento de adsorción del PCE resultante sobre el cemento con alto contenido de C3A cambió lo suficiente como para producir la trabajabilidad irregular que reportaban las plantas de concreto.

Las dos marcas de cemento problemáticas presentaban un contenido de C3A superior al 10 %, en el extremo superior del rango habitual en ese mercado. El aditivo funcionó correctamente con cementos de bajo contenido de C3A, por lo que el problema parecía ser selectivo y no generalizado.

La solución

Recomendamos cambiar a nuestro grado HPEG 2400 con una tasa de esterificación garantizada ≥98% y una distribución de peso molecular verificada dentro de ±150 Da del valor nominal, confirmada por un certificado de análisis completo en cada envío.

El fabricante del aditivo resintetizó su PCE utilizando nuestro macromonómero de poliéter HPEG con parámetros de síntesis idénticos. La tasa de reducción de agua en el primer lote de producción fue del 29 %, dentro de las especificaciones por primera vez en tres meses. Los resultados de trabajabilidad en todas las marcas de cemento, incluidos los dos cementos con alto contenido de C3A que habían causado problemas anteriormente, fueron consistentes en cinco lotes de producción consecutivos.

Resultados

Comentarios de los clientes

Estábamos ajustando nuestros parámetros de síntesis para intentar mejorar el rendimiento, pero el problema nunca estuvo en nuestro proceso, sino en el monómero. Una vez que tuvimos un proveedor que pudo verificar la tasa de esterificación y la distribución del peso molecular en cada lote, todo encajó a la perfección.

— Director Técnico, Productor de Mezclas PCE

Conclusión

Para los productores de monómeros superplastificantes de policarboxilato,monómero HPEGLa calidad no puede evaluarse únicamente en función del peso molecular. La tasa de esterificación y la distribución del peso molecular son los parámetros que determinan el rendimiento real de la síntesis, y ambos requieren datos de análisis verificados, no especificaciones nominales. Como proveedor especializado en HPEG para la producción de aditivos de policarboxilato, ofrecemos verificación completa de parámetros en cada envío y asistencia técnica para la optimización de la síntesis en todos los tipos de cemento y entornos de aplicación.

Póngase en contacto con nosotros para solicitar una muestra, el certificado de análisis completo o una consulta sobre la síntesis de sus monómeros HPEG.