CN112851179A - 一种装配式构件用高性能混凝土表面露骨剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装配式构件用高性能混凝土表面露骨剂及其制备方法，所述露骨剂包括如下重量份的组份原料制备而成：水：600‑700份；遮盖剂：5‑15份；羟基羧酸盐：250‑350份；膦及其盐：0‑50份；磷酸盐：0‑50份；层状硅酸盐：5‑30份；高分子聚合物：15‑35份；消泡剂：2‑10份；渗透剂：5‑20份；表面活性剂：1‑10份；水性色浆：0‑30份；防腐剂：2‑15份；本发明以羟基羧酸盐、膦及其盐和磷酸盐作为主要缓凝成分，无腐蚀性，在实现装配式构件表层高效混凝的同时，不影响后期强度，具有生态环保、高效缓凝、持久稳定；解决了蝼蛄剂立面刷模时易流挂、附着力弱、制备工艺繁琐等问题。

Description

一种装配式构件用高性能混凝土表面露骨剂及其制备方法

技术领域

本发明属于装配式构件技术领域，具体涉及一种装配式构件用高性能混凝土表面露骨剂及其制备方法。

背景技术

装配式混凝土构件技术20世纪已在美国，日本等国家普及，我国国内早在19世纪就有研究报道，但发展缓慢。直到近几年来才快速发展，生产装配式混凝土构件及现场浇筑混凝土相比，具有建筑工期大幅度缩短、噪音污染小、粉尘污染少、场地占用率低的优点，在施工时也可以节约大量的模板。所以装配式混凝土构件技术有很大的发展前景。

目前，装配式构件作为新型绿色建筑材料，被广泛应用在建筑、交通、水电等领域，在国民经济中扮演重要的角色。由于装配式混凝土构件生产完成后，运输到现场进行吊装，在构件之间会预留一些后浇带，吊装完成后，在进行后浇带的浇筑；为了保证接触面与面之间的粘结强度，会在生产构件时，对接触面进行表面拉毛处理。传统拉毛处理是使用钢刷刷、电锤打不仅耗时耗力，而且产生大量的粉尘，装配式构件还容易产生裂缝。

本发明的一种装配式构件用混凝土表面露石剂可延缓一定深度内的混凝土表面终凝时间，处理后的混凝土只需高压水洗即可形成骨料外露的粗糙基面。现有研究中，针对混凝土露骨剂的研究大都侧重于其露骨性指标，而对于其施工性研究甚少，尤其是露骨剂的立面刷涂性能，本发明所用的层状硅酸盐、高分子聚合物和消泡剂协同，高分子聚合物为了起到增稠、提升物料在模板上的粘附性，与层状硅酸盐配合使用时，发挥协同效应，获得较佳施工性能，比单一采用凝胶而得到的粘度和稳定性更好、更经济，粘稠度成倍增高，消泡剂用来消除复配时产生的气泡，增加溶液的均一性。

此外，现有的用于处理水泥混凝土表面的露石剂，为了获得冲洗露骨深度，较长的存储时间，且部分原料售价成本高，造成生产和施工成本较高。本发明的装配式构件用高性能混凝土露骨剂采用价格低廉的工业级原料复合而成，多组分缓凝成分，受温度、水泥品种等影响小，具有高渗透性，存储时间长，0.5-1mm就能满足要求，成本低，产品具有市场竞争力、配料制成工艺简单、易施工、环保无污染和效果稳定持续时间长等特点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种装配式构件用高性能混凝土表面露骨剂及其制备方法，以羟基羧酸盐、膦及其盐和磷酸盐作为主要缓凝成分，无腐蚀性，在实现装配式构件表层高效混凝的同时，不影响后期强度，具有生态环保、高效缓凝、持久稳定。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种装配式构件用高性能混凝土表面露骨剂，所述露骨剂包括如下重量份的组份原料制备而成：

所述遮盖剂选用钛白粉或高钛粉，遮盖剂用于提高着色力、遮盖力；

所述高分子聚合物用于起到增稠、提升物料在模板上的粘附性；

所述渗透剂为尿素；

所述色浆为天蓝色或草绿色色浆；

所述防腐剂为KS-350、DL-101或异噻唑啉酮类中的一种。

作为本发明进一步的方案：所述钛白粉为金红石型、锐钛型中的一种，其中TiO2含量大于等于96％，消色力大于等于100。

作为本发明进一步的方案：所述羟基羧酸盐包括但不限于柠檬酸钠、苹果酸钠、葡萄糖酸钠、酒石酸钠或酒石酸钾。

作为本发明进一步的方案：所述膦及其盐包括但不限于工业级膦丁烷三羧酸(PBTC)或乙二胺四甲叉膦酸钠，膦及其盐用于鳌和水中存在的多价金属离子，阻止水泥水化。

作为本发明进一步的方案：所述磷酸盐为电解质盐类，包括但不限于焦磷酸钠、三聚磷酸钠或六偏磷酸钠。

作为本发明进一步的方案：所述层状硅酸盐包括但不限于硅酸铝镁、有机膨润土。

作为本发明进一步的方案：所述增稠剂包括但不限于聚丙酰烯胺、大豆蛋白胶、硅藻土、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟丙基纤维素卡拉胶、聚乙二醇粉体、果胶等中的一种，或者他们中两种混合物。

作为本发明进一步的方案：所述消泡剂为聚醚改性硅类、有机硅类、高碳醇类消泡剂中的一种或多种任意比例组合而成。

作为本发明进一步的方案：所述表面活性剂是一类具有较低表面张力TO-3、S-20、AEO-25、OP-10、OP-15、PEG-400、PEG-600中的一种或两种。

一种装配式构件用高性能混凝土表面露骨剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

S1、按质量百分比称取各原料组分；

S2、遮盖剂分散：在分散缸内中灌入水，计量方式采用称重法或体积法，计量完成后开启搅拌，线速度控制约5～10m/s，加入计量后的遮盖剂，保持转速分散2～5min；

S3、多组分复合缓凝液制备：待遮盖剂完成加料后，观察分散均匀后，向分散缸内缓慢依次加入定量的羟基羧酸盐、膦及其盐、磷酸盐，加料完成后，将物料的搅拌速度提升至10～15m/s。

S4、高分子聚合物、层状硅酸盐复合胶体溶液制备：待羟基羧酸盐、膦及其盐、磷酸盐完成加料后，持续搅拌2h以上，溶解完全后，向分散缸内依次缓慢加入定量的层状硅酸盐、高分子聚合物、消泡剂，加料完成后，将物料的搅拌速度提升至15～25m/s，持续搅拌1h以上。

S5、助剂添加：向分散缸内依次加入渗透剂、表面活性剂、水性色浆、防腐剂，全部物料加料完成后，保持转速15～25m/s，持续搅拌30min；

S6、露骨剂成型：停止搅拌，静置1h后，获得装配式构件用高性能混凝土表面露骨剂。

作为本发明的第一个重要技术改进，所述钛白粉或高钛粉是为了提高着色力、遮盖力，防止后期在涂刷过程中因模具较脏或涂刷较薄出现漏刷现象，并能在混凝土表面露骨剂中提高混合料的抗絮凝作用，同时具有较高的化学稳定性和较好的耐候性，无毒无味，对人体无刺激作用。

作为本发明的第二个重要技术改进，本发明采用多种缓凝组分和添加助剂，与现有体系相比，主要有以下的技术优势：一、本发明采用的所述羟基羧酸盐中羟基、氨基等亲水基，能够对吸附混凝土中水分子结合并与钙离子发生络合，延缓C3S水化和C-S-H形成，在混凝土的凝结过程中缓慢释放水分子，从而达到在高温条件下缓凝的效果，同时所述羟基羧酸盐高分子稳定，不发生分解，对混凝土后期强度不产生影响；膦及其盐，能够对水中存在的多价金属离子，如Ca2+、Mg2+、Fe2+、Zn2+等有很强的鳌合作用，且能在较宽的pH值范围内使用，作用于混凝土中可以有效阻止水泥水化；磷酸盐是电解质盐类，可以在水溶液中电离出带电离子，产生置换和凝聚作用，在水泥的凝结硬化过程中产生难容的膜层，影响Ca(OH)2、C-S-H析出成核及C-A-S-H的形成过程，进而延迟水泥的凝结硬化，产生缓凝效果；不同的缓凝组分拥有不同的混凝机理，避免了单一使用露骨效果不佳的情况，作用在不同的水化时间，受温度、水泥品种等影响较小。二、在添加不同的缓凝组分的同时，添加尿素作为渗透剂，具有高渗透性，通过改变渗透剂和缓凝组分的比例，0.5-1mm薄薄一层就能达到不同深度的露骨要求；三、表面活性剂是一类具有较低表面张力，表面活性剂的使用能够增强露骨剂的润湿效果，从而提高露骨剂在模板表面的附着性和沉积量，提高缓凝成分在混凝土中的释放速度和扩展面积。

作为本发明的第三个重要技术改进，本发明与现有体系相比，本发明具有以下技术优势，具体情况如下：一、鉴于此表面缓凝剂要刷涂到模板的侧面，将层状硅酸盐、高分子聚合物和消泡剂这三种组分和缓凝组分一起复配，高分子聚合物为了起到增稠、提升物料在模板上的粘附性，与层状硅酸盐配合使用时，发挥协同效应，获得较佳性能，比单一采用凝胶而得到的粘度和稳定性更好、更经济，粘稠度成倍增高；二、消泡剂用来消除复配时产生的气泡，增加溶液的均一性；三、层状硅酸盐组分是能够在水体系中迅速分散，形成包含大量水分子的立体网状结构，而具有较大的成胶性能，即在较低的固含量下形成较高粘度的胶体，水化膨胀形成“半透明-透明”的触变性凝胶，成胶不受温度限制，在冷水和热水中都能分散水化。能够长期存放不变质、不发霉变，粘稠度不随温度变化，具有高触变性，在适当浓度下可粘合、悬浮液质地均匀。三种组分的配合防止物料在立面刷涂过程中因粘度较低或自重较大而产生流挂和下坠现象，消除技术上因流挂产生的立面物料过薄和物料堆积产生的露骨深度和非粗糙面混凝土缓凝，构件局部损坏等问题。

本发明的有益效果为：

本发明以羟基羧酸盐、膦及其盐和磷酸盐作为主要缓凝成分，无腐蚀性，在实现装配式构件表层高效混凝的同时，不影响后期强度，具有生态环保、高效缓凝、持久稳定。

本发明解决了装配式构件用表面露骨剂立面刷模时易流挂、附着力弱、制备工艺繁琐等问题。

本发明含有多种缓凝组分和添加助剂，不同的缓凝组分作用在不同的水化时间，受温度、水泥品种等影响较小，具有高渗透性，存储时间长、0.5-1mm薄薄一层就能满足要求。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

S1、按质量百分比称取各原料组分；

S2、遮盖剂分散：在分散缸内中灌入600份水，计量方式以称重法或体积法估算，计量完成后开启搅拌，线速度控制约5m/s，加入5份的遮盖剂，保持转速分散2min；

S3、多组分复合缓凝液制备：待遮盖剂完成加料后，观察基本分散均匀后，向分散缸内缓慢依次加入定量的柠檬酸钠250份、工业级膦丁烷三羧酸20份、焦磷酸钠30份，加料完成后，将物料的搅拌速度提升至10m/s。

S4、高分子聚合物、层状硅酸盐复合胶体溶液制备：待柠檬酸钠、工业级膦丁烷三羧酸、焦磷酸钠完成加料后，持续搅拌2h以上，观察基本溶解完全后，向分散缸内依次缓慢加入10份有机膨润土、30份羧甲基纤维素、5份聚醚改性硅类消泡剂，加料完成后，将物料的搅拌速度提升至15m/s，持续搅拌1h。

S5、助剂添加：向分散缸内依次加入尿素5份、S-202份、KS-3502份，全部物料加料完成后，保持转速15m/s，持续搅拌30min。

S6、露骨剂成型：停止搅拌，静置1h后，一种装配式构件用高性能混凝土表面露骨剂。

本实施例所得产品的主要物理性能指标、使用性能指标及施工性能指标如下：

实施例2

S1、按质量百分比称取各原料组分；

S2、遮盖剂分散：在分散缸内中灌入620份水，计量方式以称重法或体积法估算，计量完成后开启搅拌，线速度控制约5m/s，加入10份的高钛粉，保持转速分散2min；

S3、多组分复合缓凝液制备：待遮盖剂完成加料后，观察基本分散均匀后，向分散缸内缓慢依次加入定量的酒石酸钠300份、工业级膦丁烷三羧酸25份、三聚磷酸钠40份，加料完成后，将物料的搅拌速度提升至12m/s。

S4、高分子聚合物、层状硅酸盐复合胶体溶液制备：待酒石酸钠、工业级膦丁烷三羧酸、三聚磷酸钠完成加料后，持续搅拌2h以上，观察基本溶解完全后，向分散缸内依次缓慢加入10份硅酸铝镁、35份聚丙酰烯胺、10份有机硅类消泡剂，加料完成后，将物料的搅拌速度提升至15m/s，持续搅拌1h。

S5、助剂添加：向分散缸内依次加入尿素10份、TO-3 2份、天蓝色浆20份、防腐剂DL-101 7份，全部物料加料完成后，保持转速15m/s，持续搅拌30min。

S6、露骨剂成型：停止搅拌，静置1h后，一种装配式构件用高性能混凝土表面露骨剂。

本实施例所得产品的主要物理性能指标、使用性能指标及施工性能指标如下：

检测项目	性能指标
		外观	均匀、无结块、无膏体
颜色	天蓝色
		可使混凝土缓凝时间	≥24h
露骨料面凹凸深度	4～8mm
		浇筑后的最佳冲洗时间	72h内(不拆模养护时间)
拆模后的最佳冲洗时间	拆模后0～8h
		单平方米涂刷用量	约0.3kg/m<sup>3</sup>
存储时间	5个月

实施例3

S1、按质量百分比称取各原料组分；

S2、遮盖剂分散：在分散缸内中灌入650份水，计量方式以称重法或体积法估算，计量完成后开启搅拌，线速度控制约5m/s，加入7份的钛白粉，保持转速分散2min；

S3、多组分复合缓凝液制备：待钛白粉完成加料后，观察基本分散均匀后，向分散缸内缓慢依次加入定量的葡萄糖酸钠300份、工业级膦丁烷三羧酸20份、焦磷酸钠30份，加料完成后，将物料的搅拌速度提升至13m/s。

S4、高分子聚合物、层状硅酸盐复合胶体溶液制备：待葡萄糖酸钠、工业级膦丁烷三羧酸、焦磷酸钠完成加料后，持续搅拌2h以上，观察基本溶解完全后，向分散缸内依次缓慢加入10份硅酸铝镁、50份果胶、10份高碳醇类消泡剂，加料完成后，将物料的搅拌速度提升至15m/s，持续搅拌1h。

S5、助剂添加：向分散缸内依次加入尿素10份、OP-15 5份、天蓝色浆25份、防腐剂DL-101 7份，全部物料加料完成后，保持转速15m/s，持续搅拌30min。

S6、露骨剂成型：停止搅拌，静置1h后，一种装配式构件用高性能混凝土表面露骨剂。

本实施例所得产品的主要物理性能指标、使用性能指标及施工性能指标如下：

检测项目	性能指标
		外观	均匀、无结块、无膏体
颜色	天蓝色
		可使混凝土缓凝时间	≥24h
露骨料面凹凸深度	5～8mm
		浇筑后的最佳冲洗时间	72h内(不拆模养护时间)
拆模后的最佳冲洗时间	拆模后0～8h
		单平方米涂刷用量	约0.3kg/m<sup>3</sup>
存储时间	8个月

实施例4

S1、按质量百分比称取各原料组分；

S2、遮盖剂分散：在分散缸内中灌入650份水，计量方式以称重法或体积法估算，计量完成后开启搅拌，线速度控制约8m/s，加入计量后的钛白粉，保持转速分散3min；

S3、多组分复合缓凝液制备：待遮盖剂完成加料后，观察基本分散均匀后，向分散缸内缓慢依次加入定量的300份苹果酸钠、25份乙二胺四甲叉膦酸钠、30份六偏磷酸钠，加料完成后，将物料的搅拌速度提升至12m/s(线速度)。

S4、高分子聚合物、层状硅酸盐复合胶体溶液制备：待苹果酸钠、乙二胺四甲叉膦酸钠、六偏磷酸钠完成加料后，持续搅拌2h以上，观察基本溶解完全后，向分散缸内依次缓慢加入定量的硅酸铝镁、25份聚丙酰烯胺、10份聚乙二醇粉体、5份聚醚改性硅类加料完成后，将物料的搅拌速度提升至20m/s，持续搅拌1h以上。

S5、助剂添加：向分散缸内依次加入15份尿素、2份S-20、3份PEG-400、30份草绿色色浆、15份DL-101，全部物料加料完成后，保持转速20m/s(线速度)，持续搅拌30min。

S6、露骨剂成型：停止搅拌，静置1h后，一种装配式构件用高性能混凝土表面露骨剂。

本实施例所得产品的主要物理性能指标、使用性能指标及施工性能指标如下：

检测项目	性能指标
		外观	均匀、无结块、无膏体
颜色	草绿色
		可使混凝土缓凝时间	≥24h
露骨料面凹凸深度	6～8mm
		浇筑后的最佳冲洗时间	72h内(不拆模养护时间)
拆模后的最佳冲洗时间	拆模后0～8h
		单平方米涂刷用量	约0.3kg/m<sup>3</sup>
存储时间	12个月

实施例5

S1、按质量百分比称取各原料组分；

S2、遮盖剂分散：在分散缸内中灌入630份水，计量方式以称重法或体积法估算，计量完成后开启搅拌，线速度控制约7m/s，加入15份钛白粉，保持转速分散4min；

S3、多组分复合缓凝液制备：待钛白粉完成加料后，观察基本分散均匀后，向分散缸内缓慢依次加入320份葡萄糖酸钠、35份工业级膦丁烷三羧酸、45份磷酸盐，加料完成后，将物料的搅拌速度提升至12m/s(线速度)。

S4、高分子聚合物、层状硅酸盐复合胶体溶液制备：工业级膦丁烷三羧酸、工业级膦丁烷三羧酸、磷酸盐完成加料后，持续搅拌2h以上，观察基本溶解完全后，向分散缸内依次缓慢加入25份有机膨润土、10份羧甲基纤维素钠、20份果胶、8份高碳醇类消泡剂，加料完成后，将物料的搅拌速度提升至20份m/s，持续搅拌1h以上。

S5、助剂添加：向分散缸内依次加入15份尿素、6份AEO-25、25份草绿色色浆、12份异噻唑啉酮类，全部物料加料完成后，保持转速20m/s(线速度)，持续搅拌30min。

S6、露骨剂成型：停止搅拌，静置1h后，一种装配式构件用高性能混凝土表面露骨剂。

本实施例所得产品的主要物理性能指标、使用性能指标及施工性能指标如下：

物理性能指标

检测项目	性能指标
		外观	均匀、无结块、无膏体
颜色	草绿色
		可使混凝土缓凝时间	≥24h
露骨料面凹凸深度	6～8mm
		浇筑后的最佳冲洗时间	72h内(不拆模养护时间)
拆模后的最佳冲洗时间	拆模后0～8h
		单平方米涂刷用量	约0.3kg/m<sup>3</sup>
存储时间	12个月

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种装配式构件用高性能混凝土表面露骨剂，其特征在于，所述露骨剂包括如下重量份的组份原料制备而成：

所述遮盖剂选用钛白粉或高钛粉，遮盖剂用于提高着色力、遮盖力；

所述高分子聚合物用于起到增稠、提升物料在模板上的粘附性；

所述渗透剂为尿素；

所述色浆为天蓝色或草绿色色浆；

所述防腐剂为KS-350、DL-101或异噻唑啉酮类中的一种。

2.根据权利要求1所述一种装配式构件用高性能混凝土表面露骨剂，其特征在于，所述钛白粉为金红石型、锐钛型中的一种，其中TiO2含量大于等于96％，消色力大于等于100。

3.根据权利要求1所述一种装配式构件用高性能混凝土表面露骨剂，其特征在于，所述羟基羧酸盐包括但不限于柠檬酸钠、苹果酸钠、葡萄糖酸钠、酒石酸钠或酒石酸钾。

4.根据权利要求1所述一种装配式构件用高性能混凝土表面露骨剂，其特征在于，所述膦及其盐包括但不限于工业级膦丁烷三羧酸(PBTC)或乙二胺四甲叉膦酸钠，膦及其盐用于鳌和水中存在的多价金属离子，阻止水泥水化。

5.根据权利要求1所述一种装配式构件用高性能混凝土表面露骨剂，其特征在于，所述磷酸盐为电解质盐类，包括但不限于焦磷酸钠、三聚磷酸钠或六偏磷酸钠。

6.根据权利要求1所述一种装配式构件用高性能混凝土表面露骨剂，其特征在于，所述层状硅酸盐包括但不限于硅酸铝镁、有机膨润土。

7.根据权利要求1所述一种装配式构件用高性能混凝土表面露骨剂，其特征在于，所述增稠剂包括但不限于聚丙酰烯胺、大豆蛋白胶、硅藻土、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟丙基纤维素卡拉胶、聚乙二醇粉体、果胶等中的一种，或者他们中两种混合物。

8.根据权利要求1所述一种装配式构件用高性能混凝土表面露骨剂，其特征在于，所述消泡剂为聚醚改性硅类、有机硅类、高碳醇类消泡剂中的一种或多种任意比例组合而成。

9.根据权利要求1所述一种装配式构件用高性能混凝土表面露骨剂，其特征在于，所述表面活性剂是一类具有较低表面张力TO-3、S-20、AEO-25、OP-10、OP-15、PEG-400、PEG-600中的一种或两种。

10.根据权利要求1所述一种装配式构件用高性能混凝土表面露骨剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：

S1、按质量百分比称取各原料组分；

S2、遮盖剂分散：在分散缸内中灌入水，计量方式采用称重法或体积法，计量完成后开启搅拌，线速度控制约5～10m/s，加入计量后的遮盖剂，保持转速分散2～5min；

S3、多组分复合缓凝液制备：待遮盖剂完成加料后，观察分散均匀后，向分散缸内缓慢依次加入定量的羟基羧酸盐、膦及其盐、磷酸盐，加料完成后，将物料的搅拌速度提升至10～15m/s。

S4、高分子聚合物、层状硅酸盐复合胶体溶液制备：待羟基羧酸盐、膦及其盐、磷酸盐完成加料后，持续搅拌2h以上，溶解完全后，向分散缸内依次缓慢加入定量的层状硅酸盐、高分子聚合物、消泡剂，加料完成后，将物料的搅拌速度提升至15～25m/s，持续搅拌1h以上。

S5、助剂添加：向分散缸内依次加入渗透剂、表面活性剂、水性色浆、防腐剂，全部物料加料完成后，保持转速15～25m/s，持续搅拌30min；

S6、露骨剂成型：停止搅拌，静置1h后，获得装配式构件用高性能混凝土表面露骨剂。