聚羧酸系減水劑是繼普通減水劑、高效減水劑之后的第三代高性能減水劑。與其它種類減水劑相比，它具有分子可設計性強、減水率高、保坍性好
、氯離子和堿性物質含量低、生產和使用無污染等優點。實際應用中，聚羧酸系減水劑常與少量的消泡組分、緩凝組分、引氣組分、粘度改性組分
等復配成所謂的“終端產品”，以滿足不同的混凝土技術性能要求。葡萄糖酸鈉或蔗糖作為緩凝組分與聚羧酸系減水劑復配，可以一定程度上提高
減水率、減緩坍落度損失，并改善減水劑與水泥的適應性。但同時，聚羧酸系減水劑產品也常會因葡萄糖酸鈉的加入而很快發生變質，輕則性能降
低，重則完全喪失功效，給工程使用帶來許多不確定因素或直接導致工程事故，甚至引起許多法律糾紛。高溫天氣情況下，這種問題更甚。為杜絕
聚羧酸系減水劑發生變質而導致性能變化甚至帶來工程事故，本文將分析其原因，并從生產和應用角度提出預防聚羧酸系減水劑變質的有效措施。
1. 聚羧酸系減水劑變質的現象及原因
聚羧酸系減水劑變質初期，液面有淺色絨毛狀或棉絮狀的菌斑，進而發展至呈離散島塊狀的漂浮物，并不時有串狀氣泡冒出；變質嚴重時，菌斑會
布滿整個液面，溶液中呈現出濃綠色、褐色、黑色的懸浮物，并伴有腐敗的酸臭味氣體生成。這種變質主要是由霉變作用引起的。
 聚羧酸系減水劑霉變前（左）和霉變后（右）的對比
聚羧酸系減水劑變質主要由所復配的葡萄糖酸鈉引起。
葡萄糖酸鈉的生產方法主要有生物發酵法、電解氧化法以及多相催化氧化法等。
生物發酵法中，微生物分解碳水化合物的簡單過程是：碳水化合物(多糖、纖維素、淀粉等)被分解為雙糖(蔗糖、麥芽糖、乳糖)，進一步分解為單
糖（葡萄糖），再被分解為丙酮酸，進一步分解為有機酸、醇、醛等，最后被分解為二氧化碳和水等。微生物在適當的溫度、濕度條件下能在某一
聚合物表面長霉。凡是聚合物體系中含有增塑劑及油脂類化合物，特別是含脂肪酸結構的化合物很容易感染霉菌。在濕熱的環境下，霉菌的分泌物
會引起物質分解轉化為醇類、有機酸等物質，這些物質又為細菌生長提供養料，從而使細菌得以寄生和繁殖，使生物降解加劇。
工業化生產上普遍采用黑曲霉發酵制取葡萄糖酸鈉。利用黑曲霉發酵制取葡萄糖酸鈉時，發酵結束后會產生大量的黑曲霉菌體殘渣，其濕重是葡萄
糖酸鈉溶液總量的2%-3%。黑曲霉菌渣中含有營養物質和多種成分。在葡萄糖酸鈉的生產中，若生產控制不嚴格，難免會有葡萄糖、黑曲霉的殘留，
這也為微生物的繁殖提供了營養。在適宜的自然條件下（營養物、溫度、濕度、氧氣、pH值），微生物具有驚人的繁殖速度，大約(20-30)min內就
可以繁殖一代。當極為鮮見的繁殖條件一旦偶遇并相互疊加時，“霉菌爆生”現象即出現。變質了的減水劑發黑，就是由不合格的葡萄糖酸鈉產品
中的黑曲霉發酵引起的。
 黑曲霉
另一方面，聚羧酸系減水劑的霉變也與其儲存環境有關。較高溫度會加劇大分子鏈的運動，一旦超過化學鍵的離解能，就發生鏈式分解、無規則斷
裂和熱分解等，導致聚合物的劣化速度加快。同樣，溫度越高，微生物的活性也越大，減水劑的霉變速度也越快。也有文獻顯示，不當的存儲條件
，比如存儲空間溫度上升嚴重，不通風，又潮濕，導致大單體融化，并且單體局部溫度過高，使其加速相關單體的重排反應，導致大單體雙鍵量下
降嚴重，性能劣化嚴重。
2. 聚羧酸系減水劑變質的預防及解決措施
實踐證明，聚羧酸系減水劑發生自然霉變現象，會對其質量產生一定程度的影響，嚴重時會導致混凝土質量事故。聚羧酸系減水劑防止霉變最好的
措施為復配一定量的防腐保質劑。而對于聚羧酸系減水劑防霉功能的設置，一向為國內復配生產廠所漠視、輕視，時至今日多數生產廠仍然還是不
“設防”，在防霉問題上采取僥幸的態度，寄希望于快供、快用，通過源源不斷地向工地(工廠)減水劑貯存罐中補充“新鮮減水劑”，從而使罐內
減水劑中的霉菌濃度始終處于臨界值以下。但這是十分不科學和不可靠的，必須采取主動且行之有效的措施預防減水劑的霉變。建議采取以下措施
。
2.1 選用優質的葡萄糖酸鈉作為緩凝組分
目前市面上葡萄糖酸鈉生產企業較多。具有嚴格的生產控制體系的廠家能在生產過程中有效控制葡萄糖、黑曲霉的殘留量，從而降低復配有葡萄糖
酸鈉的聚羧酸系減水劑腐敗變質的風險。
2.2 復配一定量防腐劑
在聚羧酸系減水劑生產過程中復配一定量防腐劑，能有效防止聚羧酸系減水劑的腐敗變質。目前市面上的防腐劑主要有亞硝酸鈉、苯甲酸鈉和異噻
唑啉酮。其中異噻唑啉酮是一種較為廣泛、高效、低毒、非氧化性殺菌劑，適用的pH值較廣，用于減水劑防霉殺菌是較為理想的。防腐劑的添加量
為每噸聚羧酸系減水劑(0.5-1.5)千克。
2.3 注意聚羧酸系減水劑的儲存環境
盡量將聚羧酸系減水劑存儲在陰涼、通風、無陽光直射的地方。曾做過測試，將一份聚羧酸系減水劑分別放置在陰涼、無陽光直射的儲存瓶中，另
一份放置在陽光可以直射到的儲存瓶中，發現放置在陽光直射的儲存瓶中的聚羧酸系減水劑很快就霉變發黑。另外，聚羧酸系減水劑儲存容器盡量
使用非金屬材料，否則金屬材料的腐蝕也會引起聚羧酸系減水劑變色甚至變質。如不銹鋼罐會使儲存的減水劑變成紅色，鐵罐會使儲存的減水劑變
成綠色，銅罐會使儲存的減水劑變成藍色等。
2.4 合理預估工程上聚羧酸系減水劑的使用量
一些工程項目上，由于受工程進度、天氣環境等因素影響，聚羧酸系減水劑使用速度往往不易掌控。有些工程上的聚羧酸系減水劑放置在工地的時
間有的超過3個月甚至更長，腐敗變質時有發生。所以建議廠家送貨前要與工程項目處溝通產品使用進度與周期，做到有計劃的使用，保證聚羧酸系
減水劑的消耗與補充處于動態平衡。
2.5 減少甲醛、亞硝酸鹽等防腐劑的使用
目前有一部分減水劑廠家使用甲醛、苯甲酸鈉及強氧化性的亞硝酸鹽等進行防腐。其雖然相對成本較低，但效果并不好，同時甲醛也會隨著時間、
溫度、pH值等因素變化而逃逸，仍然出現腐敗變質現象。盡量選用優質殺菌劑復配使用，對于已經腐敗的減水劑儲存罐，應清洗干凈再補充新的聚
羧酸系減水劑。
另外，對于已經霉變但霉變程度較輕的聚羧酸系減水劑，也有相關的方法進行處理回收，如加熱處理或摻入雙氧水或液堿的方法。相關文獻的研究
結論表明，經處理后，霉變的聚羧酸系減水劑可以恢復原有性能，顏色與原有產品接近，且異味能被清除。
3.聚羧酸系減水劑霉變研究的展望
國內外對于聚羧酸系減水劑霉變的研究并不多，現有的研究也帶有一定的經驗性，多采用控制變量法對比環境溫度、防腐劑與殺菌劑等對聚羧酸系
減水劑霉變產生的影響。雖然對于解決實際應用的問題是直接且快速的，但是相關的研究結論的普適性及應用的廣泛性卻有待驗證。另一方面，由
于表征手段與研究方法的限制，對于霉變過程中聚羧酸系減水劑內部組分（如生物酶與階段性產物等）的“質”與“量”的具體變化，現有的研究
均未能做出深入的探索。
對聚羧酸系減水劑的霉變機理與相關抑制措施的進一步研究是十分必要的。就霉變機理的深入研究而言，可借鑒微生物與食品研究的相關理論和方
法，如采用比濁法可監測聚羧酸系減水劑中微生物的生長規律，采用福林試劑可檢測霉變不同階段生物酶的活性等。這些方法對于明確常見菌種及
其產物與減水劑內部分子基團的生化反應等機制有其獨到之處，相信其研究成果也可為預防聚羧酸系減水劑霉變提供更為科學的指導和依據。
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