CN114214104B - 一种混凝土脱模剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种混凝土脱模剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本申请属于混凝土技术领域，尤其涉及一种混凝土脱模剂及其制备方法和应用。混凝土脱模剂中固硫灰、水玻璃等组分进行地聚物缩聚反应形成以三维空间网络交联结构为骨架，卡拉胶等添加剂为填充的致密脱模剂成膜，消耗了混凝土脱模剂中的水玻璃，避免了水玻璃向混凝土渗透，防止了脱模剂成膜后粘附在混凝土表面。本申请提供的一种混凝土脱模剂是一种不同于乳化油类、皂类等传统脱模剂的全新无机脱模剂，解决了现有技术中脱模剂成膜后污染混凝土并粘覆在混凝土表面导致的混凝土表面强度低以及脱模剂成膜从混凝土表面脱落时，造成坑洼、掉块、掉粉的技术问题。

Description

一种混凝土脱模剂及其制备方法和应用
技术领域
本申请属于脱模剂技术领域，尤其涉及一种混凝土脱模剂及其制备方法和应用。
背景技术
在建筑、路桥、隧道、电力基础设施等项目的混凝土施工中，若直接将混凝土浇筑在模板上固化，会由于模板表面不平整导致固化后的混凝土出现蜂窝、麻面等缺陷，同时，还会由于撬开模板导致固化后的混凝土出现掉块、缺棱角等缺陷，因此，在混凝土施工过程中，会先在模板上涂刷一层脱模剂，脱模剂原材料经过物理化学反应在混凝土与模板之间形成薄膜，从而隔离固化后的混凝土与模板，减少混凝土出现蜂窝、麻面掉块、缺棱角等缺陷；同时，涂刷一层脱模剂提高了施工效率和避免撬开模板时模板损害导致的施工成本增加。
现有的混凝土脱模剂包括油类脱模剂、乳化型脱模剂、皂类脱模剂、石蜡类脱模剂以及油漆类脱模剂等，然而油类脱模剂、乳化型脱模剂、皂类脱模剂、石蜡类脱模剂以及油漆类脱模剂一方面容易污染混凝土表面、挥发刺激性有毒有害气味、降低混凝土表面粘接力、腐蚀混凝土、污染周围环境、抗水性差、干燥速度慢、易变质、存放时间短，另一方面发生乳化反应、皂化反应、氧化反应、还原反应等反应成膜时，脱模剂中的组分容易渗透到混凝土中，与混凝土中的组分发生反应，从而导致脱模剂成膜后粘覆在混凝土表面，如公开号为CN102229848A公开的一种膨胀型混凝土脱模剂及其制备方法，该混凝土脱模剂中组分包括膨润土、硝酸等用于膨胀脱模的组分和硬脂酸、水玻璃等用于成膜的组分，其中，成膜组分中的水玻璃渗透到混凝土中，与混凝土组分中的氢氧化钙等组分反应，生成硅酸钙等组分，从而使脱模剂成膜后粘覆在混凝土表面；脱模剂成膜后粘覆在混凝土表面，一方面会由于反应消耗了混凝土组分中的氢氧化钙等组分以及脱模剂成膜的表面抗压强度较低导致固化后混凝土表面抗压强度降低，另一方面脱模剂成膜与混凝土终究是两种不同的物质，二者相容性差，因此脱模剂成膜容易在工程项目验收使用混凝土回弹仪测试混凝土表面强度时、在混凝土表面涂抹装饰时、长时间的风化等原因，从混凝土表面脱落，造成坑洼、掉块、掉粉等缺陷。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种混凝土脱模剂及其制备方法和应用，避免了脱模剂中组分与混凝土中组分反应而粘连，可以解决现有技术中脱模剂成膜后粘覆在混凝土表面导致的混凝土表面强度低以及脱模剂成膜从混凝土表面脱落时，造成坑洼、掉块、掉粉的技术问题。
本申请第一方面提供了一种混凝土脱模剂，所述混凝土脱模剂的组分包括固硫灰、水玻璃残渣、卡拉胶、三聚磷酸铝、磷酸钠、异辛酸以及炔二醇类表面活性剂。
优选的，所述混凝土脱模剂的组分还包括疏水性纳米二氧化硅。
需要说明的是，疏水性纳米二氧化硅疏水性好，因此，混凝土脱模剂与混凝土界面之间的润湿效果差、接触角大、表面光滑疏水，脱模剂成膜后能轻松的与混凝土分离，防止脱模剂成膜粘覆在混凝土表面。
优选的，所述混凝土脱模剂的组分还包括麦饭石。
需要说明的是，麦饭石含有大量的硅铝酸盐，如二氧化硅、氧化铝等，从而能够进一步促使水玻璃进行地聚物反应，消耗水玻璃，避免水玻璃渗透到混凝土中，防止脱模剂成膜粘覆在混凝土表面。
优选的，以质量份计算，所述混凝土脱模剂的组分包括：
10-20份固硫灰；
15-30份麦饭石；
12份水玻璃残渣；
0.1-0.5份卡拉胶；
0.6-1.2份三聚磷酸铝；
0.5-1份二氧化钛；
4-10份磷酸钠；
0.8-1.6份异辛酸；
0.02-0.08份疏水纳米二氧化硅；
0.03-0.1份炔二醇类表面活性剂。
需要说明的是，水玻璃残渣为硅酸钠生产过程中所产生的剩余物，其模数不确定，拥有较多杂质，水玻璃含量为15％-35％，因此，本申请混凝土脱模剂中水玻璃的实际含量较少，从而能够被固硫灰和麦饭石反应消耗完全，无法渗透到混凝土中，防止脱模剂成膜粘覆在混凝土表面。
优选的，所述固硫灰为400-600目的粉末固硫灰。
优选的，所述卡拉胶为白色固体粉末，含量99％。
需要说明的是，卡拉胶的填充使得混合物体系增稠加速凝固，避免脱模剂在静置养护过程中产生臭味，同时使得体系与混凝土接触表面更加光滑，便于混凝土与模板脱离。
优选的，所述三聚磷酸铝为分子量为300-400的高聚物。
优选的，所述二氧化钛为钛白粉，二氧化钛含量为96％。
优选的，所述磷酸钠为固体粉末状磷酸钠。
优选的，所述异辛酸为半固态粘稠物。
优选的，所述疏水性纳米二氧化硅为气相粉末。
需要说明的是，本申请提供的疏水性纳米二氧化硅为气相法制备的粉末，气相法制备的粉末粒径均一，因此，本申请提供的疏水性纳米二氧化硅均匀性好，有利于分散在脱模剂组分中。
优选的，所述炔二醇类表面活性剂为炔二醇及其衍生物表面活性剂。
需要说明的是，该类表面活性剂能够高效去除混凝土浇筑和振捣过程中产生的气泡，避免混凝土后续凝固过程中产生蜂窝、麻面导致混凝土表面不平整。
本申请第二方面提供一种混凝土脱模剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将固硫灰、麦饭石和磷酸钠搅拌，得到第一混合物；
步骤2、在所述第一混合物、二氧化钛和三聚磷酸铝搅拌，得到第二混合物；
步骤3、将所述第二混合物、水玻璃残渣和异辛酸搅拌，得到第三混合物；
步骤4、将所述第三混合物、卡拉胶、疏水纳米二氧化硅、炔二醇类表面活性剂搅拌，得到混凝土脱模剂。
优选的，步骤3之后，步骤4之前，还包括将第三混合物与水搅拌；
所述水的温度为80～100℃。
需要说明的是，加入温度为80～100℃的热水可以促进混凝土脱模剂中各组分溶解并分散均匀，有利于后续脱模剂进行地聚物缩聚反应时，将更多的组分填充在三维空间网络交联结构骨架中，提高了成膜的致密度，改善脱模效果。
优选的，步骤4中，所述将所述第三混合物、卡拉胶、疏水纳米二氧化硅、炔二醇类表面活性剂搅拌之后，得到混凝土脱模剂之前，还包括步骤：振捣。
需要说明的是，振捣为超声波振捣机中进行振捣5-8min，从而进一步使混凝土脱模剂中各组分分散均匀，在后续脱模剂进行地聚物缩聚反应时，可将更多的组分填充在三维空间网络交联结构骨架中，进一步提高了成膜的致密度，改善脱模效果。
优选的，步骤1-4中，所述搅拌的方法包括搅拌机搅拌、胶体研磨机搅拌、反应釜搅拌以及蒸汽搅拌中的一种或多种。
优选的，所述搅拌机搅拌的转速为2000r/min，时间为5～8min。
优选的，所述胶体研磨机搅拌的转速为1500r/min，时间为6～8min。
优选的，所述反应釜搅拌的转速为2500r/min，时间为4～6min。
优选的，所述蒸汽搅拌的转速为2500r/min，时间为4～6min，温度为100℃。
本申请第三方面提供了混凝土脱模剂在混凝土施工领域中的应用。
需要说明的是，本申请提供的混凝土脱模剂在使用时，将混凝土脱模剂与氢氧化钠或氢氧化钾等碱性溶液混合后，用滚筒刷或板毛刷涂覆在混凝土模板上，待干燥或半干燥时即可进行混凝土浇筑。
综上所述，本申请提供了一种混凝土脱模剂及其制备方法和应用，混凝土脱模剂的组分包括固硫灰、水玻璃残渣、卡拉胶、三聚磷酸铝、磷酸钠、异辛酸以及炔二醇类表面活性剂；其中，水玻璃残渣为胶状或果冻状形态，而固硫灰为火电厂产生的固体废弃物，含有大量硅铝质材料成分，具有很高的反应活性高，在碱性环境下很快的与水玻璃残渣发生地聚物缩聚反应，生成[SiO4]四面体和[AlO4]四面体的结构单元，[SiO4]四面体和[AlO4]四面体结构单元中的Si-O-Si和Al-O-Si链结构形成三维空间网络交联结构，同时，卡拉胶、三聚磷酸铝、磷酸钠、异辛酸以及炔二醇类表面活性剂发挥了胶凝、增稠、消泡、稳定体系、固结作用，使没有反应的固硫灰胶结填充在三维空间网络交联结构，从而以三维空间网络交联结构为骨架，卡拉胶等添加剂为填充的致密脱模剂成膜，由于固硫灰与水玻璃优先反应以及卡拉胶等添加剂的胶结作用，避免了水玻璃在脱模剂干燥固化、浇筑混凝土以及脱模过程向混凝土中渗透、反应，同时提供了光滑的界面，防止了脱模剂成膜后粘覆在混凝土表面，从而解决了现有技术中脱模剂成膜后粘覆在混凝土表面导致的混凝土表面强度低以及脱模剂成膜从混凝土表面脱落时，造成坑洼、掉块、掉粉的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请制备混凝土脱模剂的流程图。
具体实施方式
本申请提供了一种混凝土脱模剂可以解决现有技术中脱模剂成膜后粘覆在混凝土表面导致的混凝土表面强度低以及脱模剂成膜从混凝土表面脱落时，造成坑洼、掉块、掉粉的技术问题。
下面将对本申请实施例中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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
其中，以下实施例所用试剂或原料均为市售或自制。
实施例1
本实施例1提供了第一种混凝土脱模剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将1kg固硫灰、1.5kg麦饭石、0.4kg磷酸钠在搅拌机中，以1000r/min的转速，搅拌5min，得到混合物1；
步骤2、在步骤1得到的混合物1中加入0.05kg二氧化钛和0.06kg三聚磷酸铝后，在胶体研磨机中以1500r/min的转速混合搅拌6min，得到混合物2；
步骤3、在步骤2得到的混合物2中加入1.2kg水玻璃残渣和0.08kg异辛酸后，在混凝试验搅拌机中以2000r/min的转速搅拌5min，得到混合物3；
步骤4、在步骤3得到的混合物3中加入1kg80～100℃热水后，在反应釜中以2500r/min的转速搅拌4min，得到混合物4；
步骤5、在步骤4得到的混合物4中加入0.01kg卡拉胶、0.002kg疏水纳米二氧化硅、0.003kg炔二醇类表面活性剂后，在反应釜中加入100℃蒸汽并以2500r/min的转速搅拌3min，之后转移到超声波振捣机中进行振捣5min；得到混凝土脱模剂1。
实施例2
本实施例2提供了第二种混凝土脱模剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将2kg固硫灰、3kg麦饭石、1kg磷酸钠在搅拌机中，以1000r/min的转速，搅拌10min，得到混合物1；
步骤2、在步骤1得到的混合物1中加入1kg二氧化钛和1.2kg三聚磷酸铝后，在胶体研磨机中以1500r/min的转速混合搅拌8min，得到混合物2；
步骤3、在步骤2得到的混合物2中加入2.5kg水玻璃残渣和1.6kg异辛酸后，在混凝试验搅拌机中以2000r/min的转速搅拌8min，得到混合物3；
步骤4、在步骤3得到的混合物3中加入1.5kg80～100℃热水后，在反应釜中以2500r/min的转速搅拌6min，得到混合物4；
步骤5、在步骤4得到的混合物4中加入0.05kg卡拉胶、0.008kg疏水纳米二氧化硅、0.01kg炔二醇类表面活性剂后，在反应釜中加入100℃蒸汽并以2500r/min的转速搅拌5min，之后转移到超声波振捣机中进行振捣5min；得到混凝土脱模剂2。
实施例3
本实施例3提供了第二种混凝土脱模剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将16kg固硫灰、16g麦饭石、4kg磷酸钠在搅拌机中，以1000r/min的转速，搅拌10min，得到混合物1；
步骤2、在步骤1得到的混合物1中加入0.6kg二氧化钛和0.75kg三聚磷酸铝后，在胶体研磨机中以1500r/min的转速混合搅拌7min，得到混合物2；
步骤3、在步骤2得到的混合物2中加入10.2kg水玻璃残渣和0.9kg异辛酸后，在混凝试验搅拌机中以2000r/min的转速搅拌7.8min，得到混合物3；
步骤4、在步骤3得到的混合物3中加入13kg80～100℃热水后，在反应釜中以2500r/min的转速搅拌6min，得到混合物4；
步骤5、在步骤4得到的混合物4中加入0.25kg卡拉胶、0.04kg疏水纳米二氧化硅、0.06kg炔二醇类表面活性剂后，在反应釜中加入100℃蒸汽并以2500r/min的转速搅拌5min，之后转移到超声波振捣机中进行振捣5min；得到混凝土脱模剂3。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种混凝土脱模剂，其特征在于，以质量份计算，所述混凝土脱模剂的组分包括：
10-20份固硫灰；
15-30份麦饭石；
12份水玻璃残渣；
0.1-0.5份卡拉胶；
0.6-1.2份三聚磷酸铝；
0.5-1份二氧化钛；
4-10份磷酸钠；
0.8-1.6份异辛酸；
0.02-0.08份疏水纳米二氧化硅；
0.03-0.1份炔二醇类表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土脱模剂，其特征在于，所述疏水纳米二氧化硅为气相粉末。
3.根据权利要求1所述的一种混凝土脱模剂，其特征在于，所述炔二醇类表面活性剂为炔二醇及其衍生物表面活性剂。
4.权利要求1-3任一项所述的一种混凝土脱模剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将固硫灰、麦饭石和磷酸钠搅拌，得到第一混合物；
步骤2、将所述第一混合物、二氧化钛和三聚磷酸铝搅拌，得到第二混合物；
步骤3、将所述第二混合物、水玻璃残渣和异辛酸搅拌，得到第三混合物；
步骤4、将所述第三混合物、卡拉胶、疏水纳米二氧化硅、炔二醇类表面活性剂搅拌，得到混凝土脱模剂。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，将所述第三混合物、卡拉胶、疏水纳米二氧化硅、炔二醇类表面活性剂搅拌之后，得到混凝土脱模剂之前，还包括步骤：振捣。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1-4中，所述搅拌的方法包括搅拌机搅拌、胶体研磨机搅拌、反应釜搅拌以及蒸汽搅拌中的一种。
7.权利要求1-3任一项所述混凝土脱模剂或权利要求4-6任一项所述制备方法制备得到的混凝土脱模剂在混凝土施工领域中的应用。
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