حل مشكلة عدم اتساق إضافات الخرسانة متعددة الطبقات (PCE) لدى شركة مصنعة لإضافات الخرسانة في جنوب شرق آسيا
كانت شركة تصنيع إضافات الخرسانة، ومقرها ماليزيا، تنتج مادة البولي كاربوكسيلات فائقة التلدين السائلة لبيعها إلى مصانع الخرسانة الجاهزة وموزعي المواد الكيميائية الإنشائية في جميع أنحاء ماليزيا وفيتنام. وقد قامت الشركة بتصنيع مادة البولي كاربوكسيلات السائلة داخليًا باستخداممسحوق البولي كاربوكسيلات فائق التبلورتُستخدم هذه المادة كمادة أساسية، حيث يتم إذابة المسحوق وتخفيفه للوصول إلى المحتوى الصلب المطلوب قبل التعبئة والتوزيع. وكان منتجهم من الخرسانة السائلة (PCE) مصدر دخلهم الرئيسي، حيث يزودون به أكثر من ثلاثين مصنعًا للخرسانة الجاهزة في كلا السوقين.
التحدي
على مدار أربعة أشهر، تلقت الشركة المصنعة للمواد المضافة عددًا متزايدًا من شكاوى الأداء من عملاء مصانع الخرسانة الجاهزة في كلا السوقين. وصفت الشكاوى المشكلة نفسها بعبارات مختلفة: الخرسانة المخلوطة بمادة PCE السائلة المضافة بالجرعة القياسية أظهرت قيم هبوط غير متناسقة بين الدفعات عند نفس نسبة الماء إلى الإسمنت. أنتجت بعض الدفعات خرسانة بهبوط يتراوح بين 180 و200 مم كما هو محدد. بينما أنتجت دفعات أخرى خرسانة بهبوط يتراوح بين 140 و160 مم مع نفس تصميم الخلطة والجرعة، مما استدعى فرق العمل في الموقع إضافة الماء لاستعادة قابلية التشغيل، الأمر الذي أدى إلى الإخلال بنسبة الماء إلى الإسمنت.
أجرى مُصنِّع المُضافات اختبارات جودة داخلية، وأكد أن مُنتجه السائل من مُحسِّن كفاءة الخرسانة (PCE) يُظهر تفاوتًا في كفاءة تقليل الماء بين دفعات الإنتاج، على الرغم من عدم إجراء أي تغييرات على عملية الذوبان والتخفيف. كانت نسبة المواد الصلبة في المُنتج السائل ضمن المواصفات عند 40% في جميع الدفعات المختبرة. وكانت لزوجة المُنتج السائل ثابتة. إلا أن كفاءة تقليل الماء في الخرسانة تفاوتت بنسبة تتراوح بين 8 و12% بين الدفعات، وهو ما انعكس مباشرةً على تفاوت الهبوط الذي لاحظه عملاؤهم، والذي تراوح بين 40 و60 ملم.
أشارت التحقيقات في الأسباب الجذرية إلى المادة الخام لمسحوق البولي سي إي. وكان المصنّع يستوردها...مسحوق البولي كاربوكسيلات فائق التبلورتم الحصول على المنتج CAS 25133-97-5 من مورد إقليمي قدم ورقة مواصفات عامة للمنتج دون شهادات محتوى فعال لكل دفعة. وكشفت اختبارات مستقلة لعينات محفوظة من ست شحنات متتالية من مسحوق PCE أن المحتوى الفعال يتراوح بين 88 و97% عبر الدفعات الست، على الرغم من أن المورد ذكر في مواصفاته أنه يزيد عن 95%. عند نسبة 88% من المحتوى الفعال، كان تركيز المشتت الفعال في المادة المضافة السائلة النهائية عند نسبة 40% من المواد الصلبة أقل بكثير منه عند نسبة 97% من المحتوى الفعال، مما أدى إلى تباين أداء تقليل الماء الذي لاحظه عملاء مصانع الخرسانة.
كان مُصنِّع المُضافات يُخفِّف جميع دفعات المسحوق إلى نفس النسبة المستهدفة من المحتوى الصلب البالغة 40% دون تعديلها لمراعاة تباين المحتوى النشط، مما يعني أن الدفعات ذات المحتوى النشط الأقل أنتجت مُضافات سائلة بنفس قياس المحتوى الصلب ولكن بتركيز بوليمر فعال أقل بكثير. لم يكن قياس المحتوى الصلب وحده كافيًا للكشف عن تباين المحتوى النشط في المسحوق، لأن المكونات غير النشطة، بما في ذلك الرطوبة والرماد والبوليمرات قليلة الوزن الجزيئي، ساهمت في المحتوى الصلب المقاس إلى جانب البوليمر النشط.
الحل
بعد التواصل مع شركة إيست كيم، تلقى الفريق التقني شرحًا مفصلاً لآلية تغيير المحتوى النشط واقتراحًا لـمسحوق البولي كاربوكسيلات فائق التبلورCAS 25133-97-5 مع شهادة محتوى نشط لكل دفعة تزيد عن 95 بالمائة كممارسة توريد قياسية.
قدمت شركة إيست كيم عينات تقييم من ثلاث دفعات إنتاج متتالية، بالإضافة إلى شهادات لكل دفعة تغطي المحتوى النشط، ومحتوى الرطوبة، والكثافة الظاهرية، وتوزيع حجم الجسيمات. قامت الشركة المصنعة للمواد المضافة بإذابة وتخفيف كل دفعة تقييم إلى 40% من المحتوى الصلب، وأجرت تجارب خلط خرساني متوازية لمقارنة مسحوق إيست كيم PCE مع منتجاتها الحالية، وذلك باستخدام تصميمات خلط متطابقة وبنفس مستوى الجرعة.
أكدت نتائج التجارب أن جميع دفعات إيست كيم الثلاث أنتجت مادة مضافة سائلة بنسب تخفيض للماء لا تتجاوز 2% عند استخدام نفس الجرعة، وقيم هبوط للخرسانة ضمن نطاق 15 مم من القيمة المستهدفة في جميع الخلطات التجريبية. ويمثل هذا تحسناً ملحوظاً مقارنةً بالتفاوت الذي تراوح بين 40 و60 مم الذي شهدوه مع التوريد السابق. وقد ساهم المحتوى النشط الثابت الذي يزيد عن 95% في جميع دفعات إيست كيم في القضاء على تباين تركيز المشتت الذي كان يتسبب في شكاوى أداء الخرسانة اللاحقة.
بفضل خصائصه المتميزة كمادة خام عالية الأداء لتقليل الماء، مكّن مسحوق إيست كيم PCE الشركة المصنعة للمضافات من خفض الجرعة القياسية الموصى بها لعملاء الخرسانة الجاهزة بنسبة تتراوح بين 8 و10% مقارنةً بتركيبتها السابقة، وذلك لأن المحتوى النشط الأعلى باستمرار حقق خفضًا مكافئًا في كمية الماء بمعدل إضافة أقل. وقد أدى هذا الخفض في الجرعة إلى تحسين تكلفة المتر المكعب من الخرسانة لعملاء الخرسانة الجاهزة، وهو ما استخدمته الشركة المصنعة للمضافات كحجة تجارية عند إعادة التفاوض على عقود التوريد مع أكبر مصانع الخرسانة المتعاملة معها.
النتائج
في غضون ثلاثة أشهر من اعتماد شركة إيست كيم كمورد لمسحوق PCE لتلبية متطلبات تصنيع المواد المضافة، أفادت الشركة الماليزية بزوال شكاوى أداء الخرسانة من عملاء الخرسانة الجاهزة في كل من ماليزيا وفيتنام. وقد طبّق فريق مراقبة الجودة عملية فحص مبسطة للمواد الواردة استنادًا إلى شهادات إيست كيم لكل دفعة، مما قلل من وقت وتكلفة التحقق من المواد الخام الواردة مقارنةً بالاختبارات المستقلة التي كانوا يجرونها على كل شحنة من موردهم السابق.
قامت الشركة المصنعة للمواد المضافة لاحقًا بتوسيع نطاق علاقتها التوريدية مع شركة إيست كيم لتشمل مونومر HPEG لتجارب تصنيع PCE الداخلية، مما عزز علاقات توريد المواد الخام والدعم الفني تحت مظلة مورد واحد لخط إنتاجها الأساسي. وتم إبرام اتفاقية توريد لمدة اثني عشر شهرًا لتغطية احتياجات مسحوق PCE لكل من منشأة الإنتاج في ماليزيا وعملية الخلط الجديدة التي يجري إنشاؤها في فيتنام لخدمة سوق الخرسانة الجاهزة الفيتنامية المتنامية بشكل مباشر.
ما قاله العميل
لم نكن نلاحظ اختلاف نسبة المادة الفعالة في مسحوق PCE الذي كنا نورده سابقًا إلا عندما ظهرت شكاوى من عملائنا في مصانع الخرسانة بخصوص انسياب الخرسانة. وقد حددت شركة إيست كيم المشكلة فورًا، وقدمت لنا شهادات دفعات سمحت لنا بالتحقق من كل شحنة قبل بدء الإنتاج. ولم نتلق أي شكوى تتعلق بالأداء منذ أن بدأنا بالتحول إلى موردنا الجديد.
مدير الجودة، شركة تصنيع إضافات الخرسانة، ماليزيا
التعليمات؟
لماذا تعتبر شهادة المحتوى النشط أكثر أهمية من شهادة المحتوى الصلب لمراقبة جودة مسحوق PCE؟
يقيس قياس المحتوى الصلب جميع المكونات غير المتطايرة في مسحوق البوليمر متعدد الكلور، بما في ذلك البوليمر النشط، والرماد الناتج عن الإضافات الواقية، والبوليمرات قليلة الوزن الجزيئي التي لا تُسهم في تحسين التشتت. ويقيس المحتوى النشط تحديدًا نسبة البوليمر الفعالة التي تُسهم في تقليل الماء في الخرسانة. قد تحتوي دفعتان من مسحوق البوليمر متعدد الكلور، لهما نفس المحتوى الصلب (95%)، على محتوى نشط يتراوح بين 88% و97%، مما يُؤدي إلى اختلاف كبير في كفاءة تقليل الماء في الخرسانة عند استخدام نفس الجرعة.
كيف ينبغي لمصنعي المواد المضافة تعديل تركيبة PCE السائلة عندما يختلف المحتوى النشط لمسحوق PCE؟
عند توفر بيانات المحتوى النشط لكل دفعة، يمكن لمصنعي الإضافات تعديل نسبة المسحوق إلى الماء أثناء الذوبان لتوحيد تركيز البوليمر الفعال في المنتج السائل النهائي بين الدفعات ذات المحتوى النشط المختلف. يتطلب هذا التعديل شهادات محتوى نشط لكل دفعة من المورد. في حال عدم توفر بيانات لكل دفعة، ينتقل تباين المحتوى النشط مباشرةً إلى الإضافة السائلة النهائية، مما ينتج عنه تباين أداء الخرسانة الموصوف في هذه الحالة.
هل بإمكان شركة إيست كيم التوريد؟مسحوق البولي كاربوكسيلات فائق التبلورCAS 25133-97-5 مع شهادات جودة لكل دفعة؟
نعم. تُصدر شركة إيست كيم شهادات لكل دفعة، تشمل المحتوى الفعال، ومحتوى الرطوبة، والكثافة الظاهرية، وتوزيع حجم الجسيمات، كمعيار أساسي مع كل شحنة من مسحوق PCE. تُصدر هذه الشهادات قبل الشحن للسماح بفحصها عند الاستلام قبل استخدامها في الإنتاج. تواصل مع فريقنا الفني لطلب عينات تقييمية مع شهادات لكل دفعة لتجارب تركيبات PCE السائلة الخاصة بك.