Als Hochleistungsverflüssiger der dritten Generation werden Polycarboxylat-basierte Verflüssiger häufig mit geringen Mengen an Verzögerern (z. B. Natriumgluconat, Saccharose), Luftporenbildnern, Entschäumern und Viskositätsmodifikatoren versetzt, um den vielfältigen technischen Anforderungen an Beton gerecht zu werden. In den heißen Sommermonaten neigen diese Verzögerer jedoch zu einer Zersetzung, was ihre Wirksamkeit stark beeinträchtigt. Wie lässt sich dieses Problem lösen?
(1) Ranzigkeitsphänomen und Ursachen
Im Frühstadium der Zersetzung von Polycarboxylat-Superplastifizierermonomeren bildet sich auf der Flüssigkeitsoberfläche ein heller, flauschiger oder watteartiger Bakterienfilm, der sich später zu einzelnen, schwimmenden Flecken entwickelt. Gelegentlich treten fadenförmige Bläschen auf. Bei fortgeschrittener Zersetzung bedeckt der Bakterienfilm die gesamte Flüssigkeitsoberfläche, und die Lösung weist dicke, grüne, braune oder schwarze Schwebstoffe auf, begleitet von der Bildung übelriechender, saurer Gase. Diese Zersetzung wird hauptsächlich durch Schimmelpilzwachstum verursacht.
Die Zersetzung von Polycarboxylat-Fließmitteln wird hauptsächlich durch das enthaltene Natriumgluconat verursacht. In der industriellen Produktion wird Natriumgluconat üblicherweise durch Fermentation mit Aspergillus niger hergestellt. Nach Abschluss der Fermentation entsteht eine große Menge an Aspergillus-niger-Rückstand, deren Nassgewicht 2–3 % der Gesamtmenge der Natriumgluconatlösung ausmacht. Dieser schwarze Schimmelpilzrückstand enthält Nährstoffe und verschiedene Komponenten. Bei der Natriumgluconat-Herstellung führt eine unzureichende Produktionskontrolle zwangsläufig zu Glucose- und Aspergillus-niger-Rückständen, die den Mikroorganismen als Nährboden dienen. Unter geeigneten natürlichen Bedingungen (Nährstoffe, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Sauerstoff, pH-Wert) vermehren sich Mikroorganismen rasant und können innerhalb von 20–30 Minuten eine Generation bilden. Treten extrem ungünstige Wachstumsbedingungen gleichzeitig auf, kann es zu einer explosionsartigen Vermehrung kommen. Die Schwarzfärbung von verbrauchten Wasserreduktionsmitteln wird durch die Gärung von schwarzem Schimmel in nicht qualifizierten Natriumgluconatprodukten verursacht.
Andererseits hängt das Schimmelwachstum von Polycarboxylat-Fließmitteln auch von deren Lagerbedingungen ab. Höhere Temperaturen verstärken die Bewegung großer Molekülketten. Sobald die Dissoziationsenergie chemischer Bindungen überschritten wird, kommt es zu Kettenzersetzung, unregelmäßigem Bruch und thermischer Zersetzung, was zu einer beschleunigten Abbaurate des Polymers führt. Ebenso verhält es sich mit Wasserreduktionsmitteln: Je höher die Temperatur, desto größer die Aktivität von Mikroorganismen und desto schneller das Schimmelwachstum.
Es gibt auch Literatur, die zeigt, dass unsachgemäße Lagerbedingungen, wie z. B. ein starker Temperaturanstieg im Lagerraum, mangelnde Belüftung und Feuchtigkeit, zum Schmelzen großer Monomere führen können. Dabei ist die lokale Temperatur der Monomere zu hoch, was die Umlagerungsreaktion verwandter Monomere beschleunigt und zu einer starken Verringerung der Doppelbindungsmenge großer Monomere sowie zu einer erheblichen Leistungsverschlechterung führt.
