Risoluzione del problema di incoerenza degli additivi PCE per un produttore di additivi per calcestruzzo nel sud-est asiatico
Un produttore di additivi per calcestruzzo con sede in Malesia produceva un additivo liquido superplastificante a base di policarbossilati da vendere a impianti di calcestruzzo preconfezionato e distributori di prodotti chimici per l'edilizia in Malesia e Vietnam. L'azienda sintetizzava internamente il proprio additivo liquido PCE utilizzandoPolvere superplastificante a base di policarbossilatocome materiale di base, sciogliendo e diluendo la polvere per raggiungere il contenuto di solidi desiderato prima del confezionamento e della distribuzione. Il loro prodotto liquido a base di PCE rappresentava la principale fonte di reddito, rifornendo oltre trenta impianti di calcestruzzo preconfezionato in entrambi i mercati.
La sfida
Nell'arco di quattro mesi, il produttore dell'additivo ha ricevuto un numero crescente di reclami sulle prestazioni da parte dei clienti degli impianti di calcestruzzo preconfezionato in entrambi i mercati. I reclami descrivevano lo stesso problema con parole diverse: il calcestruzzo miscelato con l'additivo liquido PCE al dosaggio standard presentava valori di slump incoerenti tra i diversi lotti, pur mantenendo lo stesso rapporto acqua-cemento. Alcuni lotti producevano calcestruzzo con uno slump compreso tra 180 e 200 mm, come specificato. Altri, con la stessa composizione e dosaggio, producevano calcestruzzo con uno slump compreso tra 140 e 160 mm, costringendo le squadre in cantiere ad aggiungere acqua per ripristinare la lavorabilità e compromettendo di conseguenza il rapporto acqua-cemento.
Il produttore dell'additivo ha condotto test di qualità interni e ha confermato che il suo prodotto liquido PCE presentava prestazioni variabili nella riduzione dell'acqua tra i diversi lotti di produzione, nonostante non fossero state apportate modifiche al processo di dissoluzione e diluizione. Il contenuto di solidi del prodotto liquido era entro le specifiche, pari al 40%, in tutti i lotti testati. La viscosità del prodotto liquido era costante. Tuttavia, le prestazioni di riduzione dell'acqua nel calcestruzzo variavano dall'8 al 12% tra i lotti, il che si traduceva direttamente nella variazione di abbassamento al cono di 40-60 mm riscontrata dai clienti.
L'indagine sulla causa principale ha indicato la materia prima in polvere di PCE. Il produttore si era rifornitoPolvere superplastificante a base di policarbossilatoCAS 25133-97-5 da un fornitore regionale che ha fornito una scheda tecnica generale del prodotto ma nessun certificato di contenuto attivo per lotto. Test indipendenti su campioni prelevati da sei consegne consecutive di polvere di PCE hanno rivelato un contenuto attivo variabile dall'88 al 97% nei sei lotti, nonostante la specifica dichiarata dal fornitore di un valore superiore al 95%. Con un contenuto attivo dell'88%, la concentrazione effettiva di disperdente nell'additivo liquido finito al 40% di contenuto solido era significativamente inferiore rispetto al 97% di contenuto attivo, producendo le prestazioni variabili di riduzione dell'acqua riscontrate dai clienti degli impianti di calcestruzzo.
Il produttore dell'additivo diluiva tutti i lotti di polvere allo stesso obiettivo di contenuto di solidi del 40% senza tenere conto delle variazioni del contenuto attivo. Ciò significava che i lotti con un contenuto attivo inferiore producevano un additivo liquido con la stessa misurazione del contenuto di solidi, ma con una concentrazione effettiva di polimero significativamente inferiore. La sola misurazione del contenuto di solidi non era sufficiente a rilevare le variazioni del contenuto attivo nella polvere, poiché i componenti inattivi, tra cui umidità, ceneri e oligomeri a basso peso molecolare, contribuivano al contenuto di solidi misurato insieme al polimero attivo.
La soluzione
Dopo aver contattato EastChem, il team tecnico ha ricevuto una spiegazione dettagliata del meccanismo di variazione del contenuto attivo e una proposta perPolvere superplastificante a base di policarbossilatoConforme alla norma CAS 25133-97-5 e con certificazione del contenuto attivo per lotto superiore al 95% come prassi di fornitura standard.
EastChem ha fornito campioni di valutazione provenienti da tre lotti di produzione consecutivi, corredati da certificati per ciascun lotto relativi al contenuto di principio attivo, al contenuto di umidità, alla densità apparente e alla distribuzione granulometrica. Il produttore di additivi ha disciolto e diluito ciascun lotto di valutazione fino a raggiungere un contenuto di solidi del 40% e ha condotto prove di miscelazione del calcestruzzo in parallelo, confrontando la polvere di PCE di EastChem con la propria fornitura abituale, utilizzando miscele identiche e allo stesso dosaggio.
I risultati delle prove hanno confermato che tutti e tre i lotti di EastChem hanno prodotto un additivo liquido con tassi di riduzione dell'acqua entro il 2% l'uno dall'altro a parità di dosaggio, e valori di slump del calcestruzzo entro 15 mm dal valore target in tutte le miscele di prova. Questo ha rappresentato un miglioramento significativo rispetto alla variazione di 40-60 mm riscontrata con la fornitura precedente. Il contenuto costante di principio attivo superiore al 95% in tutti i lotti di EastChem ha eliminato la concentrazione variabile di disperdente che era la causa dei problemi di prestazione del calcestruzzo a valle.
Essendo una materia prima ad alte prestazioni per la riduzione dell'acqua, la polvere EastChem PCE ha permesso al produttore di additivi di ridurre del 8-10% il dosaggio standard raccomandato per i clienti di calcestruzzo preconfezionato rispetto alla formulazione precedente, poiché il contenuto attivo costantemente più elevato ha garantito una riduzione dell'acqua equivalente con un tasso di aggiunta effettivo inferiore. Questa riduzione del dosaggio ha migliorato il costo per metro cubo di calcestruzzo per i clienti di calcestruzzo preconfezionato, un aspetto che il produttore di additivi ha utilizzato come argomento commerciale nella rinegoziazione dei contratti di fornitura con i suoi principali clienti nel settore del calcestruzzo.
I risultati
Entro tre mesi dal passaggio a EastChem come fornitore di polvere di PCE per le esigenze dei produttori di additivi, l'azienda malese ha segnalato l'eliminazione dei reclami sulle prestazioni del calcestruzzo da parte dei clienti di calcestruzzo preconfezionato sia in Malesia che in Vietnam. Il team di controllo qualità ha implementato un processo semplificato di ispezione in entrata basato sui certificati per lotto di EastChem, riducendo i tempi e i costi di verifica delle materie prime in entrata rispetto ai test indipendenti che venivano condotti su ogni consegna dal fornitore precedente.
Il produttore di additivi ha successivamente esteso la propria collaborazione con EastChem per includere il monomero HPEG destinato alle prove interne di sintesi del PCE, consolidando l'approvvigionamento delle materie prime e il supporto tecnico sotto un unico fornitore per la propria linea di prodotti principale. È stato stipulato un accordo di fornitura di dodici mesi che copre il fabbisogno di polvere di PCE sia per lo stabilimento di produzione malese sia per una nuova attività di miscelazione in fase di realizzazione in Vietnam, destinata a servire direttamente il crescente mercato vietnamita del calcestruzzo preconfezionato.
Cosa ha detto il cliente
La variazione del contenuto attivo nella nostra precedente fornitura di polvere di PCE era invisibile fino a quando non si è manifestata con reclami sulla consistenza da parte dei nostri clienti degli impianti di calcestruzzo. EastChem ha identificato immediatamente il problema e ci ha fornito certificati di lotto che ci hanno permesso di verificare ogni consegna prima che entrasse in produzione. Da quando abbiamo cambiato fornitore, non abbiamo più ricevuto reclami sulle prestazioni.
Responsabile della qualità, produttore di additivi per calcestruzzo, Malesia
Domande frequenti?
Perché la certificazione del contenuto attivo è più importante del contenuto di solidi per il controllo di qualità della polvere di PCE?
La misurazione del contenuto di solidi comprende tutti i componenti non volatili della polvere di PCE, inclusi il polimero attivo, le ceneri degli additivi protettivi e gli oligomeri a basso peso molecolare che non contribuiscono alle prestazioni di dispersione. Il contenuto attivo misura specificamente la frazione di polimero efficace che determina la riduzione dell'acqua nel calcestruzzo. Due lotti di polvere di PCE con un identico contenuto di solidi al 95% possono avere un contenuto attivo variabile dall'88% al 97%, producendo prestazioni di riduzione dell'acqua nel calcestruzzo significativamente diverse a parità di dosaggio.
Come dovrebbero i produttori di additivi regolare la formulazione del PCE liquido quando il contenuto di principio attivo del PCE in polvere varia?
Quando sono disponibili i dati sul contenuto di principio attivo per ogni lotto, i produttori di additivi possono regolare il rapporto polvere-acqua durante la dissoluzione per uniformare la concentrazione effettiva di polimero nel prodotto liquido finito tra lotti con diverso contenuto di principio attivo. Tale regolazione richiede certificati di contenuto di principio attivo per ogni lotto forniti dal produttore. In assenza di dati per lotto, la variazione del contenuto di principio attivo si ripercuote direttamente sull'additivo liquido finito, determinando le prestazioni variabili del calcestruzzo descritte in questo caso.
EastChem può fornirePolvere superplastificante a base di policarbossilatoNorma CAS 25133-97-5 con certificati di qualità per lotto?
Sì. EastChem fornisce di serie, con ogni spedizione di polvere di PCE, certificati per lotto che attestano il contenuto di principio attivo, il contenuto di umidità, la densità apparente e la distribuzione granulometrica. I certificati vengono rilasciati prima della spedizione per consentire l'ispezione in entrata prima dell'utilizzo in produzione. Contatta il nostro team tecnico per richiedere campioni di valutazione con certificati per lotto per le tue prove di formulazione di additivi liquidi a base di PCE.