CN114149193B - 控制清水混凝土表面水纹和色差的方法及得到的清水混凝土 - Google Patents

控制清水混凝土表面水纹和色差的方法及得到的清水混凝土 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种控制清水混凝土表面水纹和色差的方法及得到的清水混凝土，包括以下步骤：在清水混凝土制备过程中，将减水剂、水、醚类改良剂以及硅烷类试剂混合搅拌均匀后，再用于清水混凝土的制备生产中。本发明通过采用双亲活性水纹屏蔽技术和压缩硅微粉浆内再分散技术实现清水混凝土表面水纹和色差的控制，双亲活性水纹屏蔽技术使形成水纹的成分在混凝土成型阶段约束固化在混凝土内部，以实现水纹的屏蔽；压缩硅微粉浆内再分散技术增加表面浸润性及产生同离子相斥效应，并与醚类改良剂产生协同作用，实现轻质掺合料在低水灰比混凝土料浆中的有效分散，提高了清水混凝土表面颜色的一致性，避免了清水混凝土表面水纹和色差的形成。

Description

控制清水混凝土表面水纹和色差的方法及得到的清水混凝土
技术领域
本发明涉及清水混凝土制备技术领域，特别涉及一种控制清水混凝土表面水纹和色差的方法及得到的清水混凝土。
背景技术
清水混凝土是指一次成型，直接以混凝土原浇筑表面作为饰面的特种混凝土。表观质量直接决定了清水混凝土的质量，而清水混凝土最主要的质量缺陷即水纹、色差和气泡，尤其是水纹和色差问题最难解决，已成为清水混凝土一大通病。
对于水纹和色差的形成，水纹形成的原因是由于水泥和掺合料中的轻物质等在混凝土振捣过程中随着自由水分一起泌出到混凝土表面形成的。色差主要是粉煤灰和硅灰中的深色物质由于分散不均等原因，在混凝土表面形成不均匀的色团所造成的。因此要避免水纹和色差的形成，需要将形成水纹的物质固化在混凝土内部，避免其泌出到混凝土表面，同时需要实现粉煤灰、硅灰的有效分散，避免在混凝土表面形成色团从而出现色差。
发明内容
本发明的第一个发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种控制清水混凝土表面水纹和色差的方法，本发明通过采用双亲活性水纹屏蔽技术和压缩硅微粉浆内再分散技术实现清水混凝土表面水纹和色差的控制，双亲活性水纹屏蔽技术是通过选择合适的具有双亲效果的醚类改良剂，使形成水纹的成分在混凝土成型阶段约束固化在混凝土内部，减少在混凝土表面的富集，以实现水纹的屏蔽；压缩硅微粉浆内再分散技术是采用硅烷类试剂，增加表面浸润性及产生同离子相斥效应，并与醚类改良剂产生协同作用，实现硅微粉、粉煤灰等轻质掺合料在低水灰比混凝土料浆中的有效分散，提高清水混凝土表面颜色的一致性，避免清水混凝土表面水纹和色差的形成，克服现有技术所存在的问题。
本发明采用的技术方案如下：一种控制清水混凝土表面水纹和色差的方法，包括以下步骤：在清水混凝土制备过程中，将减水剂、水、醚类改良剂以及硅烷类试剂混合搅拌均匀后，再用于清水混凝土的制备生产中。
在本发明中，本发明不同于现有的在清水混凝土表面涂刷保护剂以减少水纹和色差，而是直接在混凝土生产过程中加入相应的质量控制材料，以达到控制清水混凝土表面水纹和色差的方法。本发明通过采用双亲活性水纹屏蔽技术和压缩硅微粉浆内再分散技术实现清水混凝土表面水纹和色差的控制，双亲活性水纹屏蔽技术是通过选择合适的具有双亲效果的醚类改良剂，使形成水纹的成分在混凝土成型阶段约束固化在混凝土内部，减少在混凝土表面的富集，以实现水纹的屏蔽；压缩硅微粉浆内再分散技术是采用硅烷类试剂，增加表面浸润性及产生同离子相斥效应，并与醚类改良剂产生协同作用，实现硅微粉、粉煤灰等轻质掺合料在低水灰比混凝土料浆中的有效分散，提高了清水混凝土表面颜色的一致性，避免了清水混凝土表面水纹和色差的形成，克服了现有技术所存在的问题。
在本发明中，所述醚类改良剂的用量为减水剂用量的0.1wt％－0.5wt％，其可以是0.1wt％、0.15wt％、0.25wt％，还可以是0.4wt％、0.45wt％或0.5wt％，具体用量根据实际情况选择。进一步，醚类改良剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或/和月桂醇聚氧乙烯醚。当然，本发明的醚类改良剂并不限于脂肪醇聚氧乙烯醚和月桂醇聚氧乙烯醚，只要具有双亲效果即可。
在本发明中，所述硅烷类试剂的用量为减水剂用量的1wt％－5wt％，其可以是1.0wt％、1.3wt％、1.7wt％，还可以是3.4wt％、3.7wt％、4.3wt％或5.0wt％，具体用量根据实际情况选择。进一步，所述硅烷类试剂为三甲氧基硅烷或/和乙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷。当然，本发明的硅烷类试剂不限于三甲氧基硅烷和乙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷，只要能对压缩硅微粉进行再分散即可。
在本发明中，硅烷类试剂主要为浸润作用，硅烷类试剂可以降低表面张力、浸润粉体表面，并且其可以吸附到水泥、硅灰等颗粒表面，通过排斥力在低水胶比下可以较好的实现压缩硅灰的分散；醚类改良剂作为一种表面活性剂具有双亲效果，其分子链一面亲水一面亲油，使用其作为水纹屏蔽材料，可以使得胶凝材料中油性的轻物质被固化在基体内部，不会随自由水一起泌出到混凝土表面形成水纹。对于本发明所使用的脂肪醇聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、三甲氧基硅烷、乙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷等，目前主要是作为一种原材料用于混凝土聚羧酸减水剂的合成及改性中，或是直接单独使用，其借助的是原材料本身的性能特征以获得或改善减水剂的减水、分散等作用，未见有直接作为混凝土外加剂组合使用的记载。而在本发明中，本发明是将脂肪醇聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚等醚类改良剂和三甲氧基硅烷、乙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷等硅烷类试剂作为清水混凝土制备的原材料，在混凝土正常制备过程中与减水剂和水混合后直接用于清水混凝土生产，使用方法不仅简单易控制，且对于屏蔽水纹和减少色差的效果较为显著，因此，本发明创造性地提出了醚类改良剂和硅烷类试剂组合使用的方式，该组合使用可以控制清水混凝土表面水纹和色差的产生，解决了现有清水混凝土所存在的质量缺陷。
本发明的第一个发明目的在于：提供一种无色差和水纹的清水混凝土制备方法，以解决现有清水混凝土所存在的水纹和色差的问题。
本发明采用的技术方案如下：一种清水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1、按设计量将减水剂、水、醚类改良剂以及硅烷类试剂混合搅拌均匀，得到混合溶液，备用；
S2、按计量关系称取胶凝材料、细骨料、粗骨料和水，然后与混合溶液一起搅拌混合均匀，浇筑后即得。
进一步，所述醚类改良剂的用量为减水剂用量的0.1wt％－0.5wt％；所述硅烷类试剂的用量为减水剂用量的1wt％－5wt％。
进一步，所述醚类改良剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或/和月桂醇聚氧乙烯醚；所述硅烷类试剂为三甲氧基硅烷或/和乙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷。
进一步，所述胶凝材料为水泥以及可选的粉煤灰的掺合料，所述细骨料为砂子，所述粗骨料为碎石。
本发明还包括一种清水混凝土，所述混凝土由上述的制备方法制备得到。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明通过采用双亲活性水纹屏蔽技术和压缩硅微粉浆内再分散技术实现清水混凝土表面水纹和色差的控制，双亲活性水纹屏蔽技术是通过选择合适的具有双亲效果的醚类改良剂，使形成水纹的成分在混凝土成型阶段约束固化在混凝土内部，减少在混凝土表面的富集，以实现水纹的屏蔽；压缩硅微粉浆内再分散技术是采用硅烷类试剂，增加表面浸润性及产生同离子相斥效应，并与醚类改良剂产生协同作用，实现硅微粉、粉煤灰等轻质掺合料在低水灰比混凝土料浆中的有效分散，提高了清水混凝土表面颜色的一致性，避免了清水混凝土表面水纹和色差的形成，克服了现有技术所存在的问题；
2、本发明提供的方法操作简单，只需在清水混凝土生产过程中加入对应的试剂材料即可实现控制水纹和色差的目标，无需后续对清水混凝土结构进行涂刷保护剂等手段进行表面水纹和色差处理；
3、本发明相对其他清水混凝土表面处理技术，成本投入更低，是一种简单低廉的解决清水混凝土表面水纹和色差的方法。
附图说明
图1是本发明空白例得到的清水混凝土照片；
图2是本发明试验例1得到的清水混凝土照片；
图3是本发明试验例2得到的清水混凝土照片；
图4是本发明试验例3得到的清水混凝土照片。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种控制清水混凝土表面水纹和色差的方法，包括以下步骤：在清水混凝土制备过程中，将减水剂、水、醚类改良剂以及硅烷类试剂混合搅拌均匀后，再用于清水混凝土的制备生产中。
在本发明中，所述醚类改良剂的用量为减水剂用量的0.1wt％－0.5wt％，其可以是脂肪醇聚氧乙烯醚或/和月桂醇聚氧乙烯醚。所述硅烷类试剂的用量为减水剂用量的1wt％－5wt％。其可以是三甲氧基硅烷或/和乙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷。
为了更好地说明本发明的技术效果，以下列举试验例：
空白例：按表1所示的配合比称取各组分，然后将其拌和后，浇筑得到空白例清水混凝土，如图1所示；
试验例1：采用空白例相同的配合比，其不同之处在于，组分中加入了减水剂用量的0.4wt％的脂肪醇聚氧乙烯醚，得到的清水混凝土如图2所示；
试验例2：采用空白例相同的配合比，其不同之处在于，组分中加入了减水剂用量的2wt％的三甲基硅烷，得到的清水混凝土如图3所示；
试验例3：采用空白例相同的配合比，其不同之处在于，组分中加入了减水剂用量的0.4wt％的脂肪醇聚氧乙烯醚和2wt％的三甲基硅烷，得到的清水混凝土如图4所示。
表1空白例清水混凝土配合比(单位为kg/m3)
Figure BDA0003328497770000061
通过观察图1－4可以得到(目前没有明确的清水混凝土表面质量检测的标准和对应的指标要求，尤其是针对水纹和色差，因此只能通过人为观察得出试验结果)，图1得到的清水混凝土具有明显的水纹和色差；图2得到的清水混凝土存在明显的黑斑等色差缺陷，无明显水纹缺陷；图3得到的清水混凝土无明显色差，但表面存在较为明显的水纹缺陷；图4得到得到的清水混凝土无明显色差和水纹等表观质量缺陷。
由此可以得到，当只使用减水剂时，清水混凝土具有较为明显的水纹和色差，整体表观质量较差；当只使用脂肪醇聚氧乙烯醚时，几乎无水纹缺陷，但是表面仍然存在黑斑等色差缺陷；当只使用三甲基硅烷时，清水混凝土组成材料分散较好，无明显色差，但表面存在较为明显的水纹缺陷；当同时使用脂肪醇聚氧乙烯醚和三甲基硅烷时，清水混凝土表面颜色均匀，无明显色差和水纹等表观质量缺陷。因此，同时使用脂肪醇聚氧乙烯醚和三甲基硅烷所获得技术效果并不是简单的叠加关系，而是产生了增效的技术效果，说明脂肪醇聚氧乙烯醚和三甲基硅烷之间存在协同促进的作用，共同解决了清水混凝土表面水纹和色差的问题。
同时，为了验证其他醚类改良剂和硅烷试剂组合使用是否也能取得上述技术效果，试验过程中，将0.4wt％的脂肪醇聚氧乙烯醚和2wt％的三甲基硅烷替换为月桂醇聚氧乙烯醚和乙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷，实验结果表明，其依然取得了试验例3相同的表观质量评价结果，由此验证了其他醚类改良剂和硅烷试剂组合使用是否也能取得上述技术效果。
进一步地，为了验证本发明的醚类改良剂和硅烷试剂的引入不会对清水混凝土主要力学性能造成负面影响，本发明对空白例以及试验例3得到的清水混凝土进行了力学性能检测，检测标准依据GB/T50081－2002《普通混凝土力学性能试验方法》，检测结果如表2所示：
表2空白例和试验例3清水混凝土主要力学性能检测结果
项目 7天抗压强度/MPa 28天抗压强度/MPa
空白例 45.2 59.6
试验例3 44.8 60.1
由表2可以得到，试验例3和空白例的抗压强度基本相当，由此说明，本发明醚类改良剂和硅烷试剂的引入不会对清水混凝土主要力学性能造成负面影响。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种控制清水混凝土表面水纹和色差的方法，其特征在于，包括以下步骤：在清水混凝土制备过程中，将减水剂、水、醚类改良剂以及硅烷类试剂混合搅拌均匀后，再用于清水混凝土的制备生产中；所述醚类改良剂的用量为减水剂用量的0.1wt%-0.5wt%；醚类改良剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或/和月桂醇聚氧乙烯醚；所述硅烷类试剂的用量为减水剂用量的1wt%-5wt%；所述硅烷类试剂为三甲氧基硅烷或/和乙基三（三甲基硅氧烷基）硅烷。
2.一种清水混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按设计量将减水剂、水、醚类改良剂以及硅烷类试剂混合搅拌均匀，得到混合溶液，备用；其中，所述醚类改良剂的用量为减水剂用量的0.1wt%-0.5wt%；所述硅烷类试剂的用量为减水剂用量的1wt%-5wt%；所述醚类改良剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或/和月桂醇聚氧乙烯醚；所述硅烷类试剂为三甲氧基硅烷或/和乙基三（三甲基硅氧烷基）硅烷；
S2、按计量关系称取胶凝材料、细骨料、粗骨料和水，然后与混合溶液一起搅拌混合均匀，浇筑后即得。
3.如权利要求2所述的清水混凝土的制备方法，其特征在于，所述胶凝材料为水泥以及粉煤灰掺合料，所述细骨料为砂子，所述粗骨料为碎石。
4.一种清水混凝土，其特征在于，所述混凝土由权利要求2或3所述的制备方法制备得到。
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