本发明属于用于建筑材料的辅助剂类,具体地是用于混凝土施工的建材助剂。 用作混凝土脱模、养护、防水等作用的建材化学助剂,在混凝土施工中,已得到广泛应用。这些助剂有其共同点,即它们都是乳液型的液态成膜剂,其主要成分为成膜物质,乳化剂、辅助药剂。因各剂所起作用不同,对成膜物的选择亦不相同。如脱膜剂选择摩擦系数小、分子间引力不大的油性材料,养护剂选择机械性指标不高的暂时性防水材料,而防水剂则选择具有长链的低分子或高分子组成,成膜牢固、能封闭孔隙、堵住毛细通道、降低透水性的物质。因此现有的助剂基本上只具有单一功能,不可能三项功能全具备。
另外,现在的脱模剂大多为脂肪酸皂类、植物油脚皂类、乳化油类,不仅成本高,售价高,如W-15脱模剂每吨售价890元,而且涂一次,只能脱模一次,易沾灰,脱模剂涂层不能耐水冲刷。养护剂有氯乙烯、偏氯乙烯共聚体的RT175,其售价5600元/吨,乳化石蜡型、树脂类的溶剂性养护剂,其造价高,保水性能差。防水剂基本上采用乳化沥青,其施工成本高,污染环境。
本发明的目的旨在研制一种用作混凝土脱模、养护、防水等多种功能的建材助剂,该助剂原料主要采用化工废料,成本低。设计的制造工艺简单,该助剂一次涂刷可脱模2-3次,脱模效果好,脱模涂层能耐水冲刷,养护保水效果好,防水性能好。
本发明的目的是以下述方式实现的,多功能混凝土助剂由成膜物、乳化剂、辅助剂配成,成膜物采用酸渣、石蜡,乳化剂采用醇渣、匀染剂0(聚氧乙烯脂肪醇醚),具体的重量配比为:
酸渣 石蜡 醇渣 烧碱 水
100~175 25~100 60~90 1.7~5.7 加至浓度为30~56%
助剂外观:棕黄色乳状液 含固量:30%-56%
粘度(涂-4杯):12-13秒(30-35%) PH:约7
乳液微粒大小:3-4微米
乳液稳定性:3000转/分高速离心15分钟不分层或分层≤5%,好的样品室温下自然放置2-3年不破乳。
多功能混凝土建材助剂的制备工艺为:先将酸渣加热熔化至90℃以上,在不断搅拌下,缓慢加入热的5-10%的碱液,在85-90℃下继续搅拌皂化15-20分钟,待皂化完全后,趁热加入熔化了的醇渣、石蜡、匀染剂0的混合液,搅拌均匀,加热水乳化,于85-95℃下保温搅拌,待保温乳化30-40分钟后得乳化液,再用冷却水搅拌冷却,或自然降温至40℃,出料即为产品。
配制一剂多功能的混凝土建材助剂,需要具有各种性能的多种材料进行复合配制,而化工废料组成复杂,是多种成分的复合物,因此本助剂选择具有憎水性结构和低分子或高分子组成地化工废料为成膜物的主要组成,经过加热皂化、化学改性,加以其他辅助剂,使成膜物具有多种特性。用作成膜物的酸渣有:
(1)合成脂肪酸酸渣:石蜡氧化合成脂肪酸的釜底残渣,
(2)天然脂肪酸渣:动植物油脚提取脂肪酸后的酸渣。
(3)硬脂酸渣 (4)制肥皂提取甘油后的残渣
主要用合成脂肪酸渣,其酸价以50-62号为好。
石蜡采用62号精炼品或半精炼品。
用作乳化剂的醇渣为
(1)高碳醇渣:为脂肪醇分馏后,碳数高于16的后馏醇渣,一般为18-22碳数的混合物,其来源有二:一种是液体石蜡在硼酸存在下用空气氧化经蒸馏后制得的合成醇渣,或从生产合成脂肪酸的第二不皂化物经硼酸酸化后蒸馏制得的合成醇渣。另一种是椰子油加氢制醇分馏后的后馏醇渣。
(2)合成脂肪酸的二级不皂化物。
水:自来水或软水。
将本发明助剂喷涂于新拌混凝土表面,形成不透水的多分子薄膜,使混凝土拌合用的多余用水,封闭于混凝土中,抑制和延缓了混凝土早期硬化阶段的水分损失,起到保水养护作用。用国际上通用的测定养护剂水分损失量的ASTMC156方法进行有关测试,并与现有的养护剂进行比较,其结果见表1。
表1
从表中可见本助剂保水性能好。
在测定水分损失量时,还进行了有空白对比的相对保水率测试,空白对比组为不涂养护剂的试件,按下式计算相对保水率:
相对保水率= (空白试件水分损失量-测试件水分损失量)/(空白试件水分损失量) ×100%,
经测定、计算出本助剂的相对保水率为90%。
养护剂的养护性能还可用养护件的抗压强度进行评定。水分损失量小、水泥水化充分,强度增长正常,反之则强度偏低。用不同养护剂进行对比试验,其对比结果见表2。
表2
从表2也可见本助剂的养护性能好。
本助剂涂覆于混凝土成型模板上,在表面形成一层隔离层,故脱模效果好,对难于脱模的混凝土底模、胎模特别适用。用成型0.4×0.2×0.05米混凝土板的试验方法,检测本助剂和武汉化工二厂的W-15、山西万荣的RH脱模剂对金属模、混凝土底模的脱模性能,其检测、对比结果见表3。
表3
从表中可见,本助剂与其他脱模剂相比脱模次数多,成膜牢固,脱模剂的脱膜涂层能耐水冲刷或围水浸泡。
将本助剂喷涂于混凝土表面,能耐水擦洗,在夏秋高温季节,即使在水中浸泡6个月,表面无变化。
湖北省建筑构件厂将本助剂喷涂于混凝土地坪的底模上,浇注预应力空心楼板,涂一次,可连续脱模两次。起板时,剪断预应力钢丝,楼板即可自动脱离地膜地坪。模拟暴雨冲刷和雨后渍水,用5米射高的压力水冲刷10分钟或围水浸泡48小时,脱模剂涂层完好无损,浸泡六天,膜面颜色未褪。
武钢外贸码头用本助剂养护1×0.5×0.06米钢筋混凝土沟盖板,成膜干燥快,能有效防止干缩裂缝的产生。
本助剂用化工废料为主要原料,具有脱模、养护、防水等多种功能。用作脱模剂,一次涂药,可脱模2-3次,脱模构件表面光滑,脱模剂涂层能耐水冲刷,围水浸泡。用作养护剂,水分损失为0.030g/cm2,成膜干燥时间0.5-1小时。用作防水涂料,围水浸泡6月后涂层无变化。本助剂生产成本低,使用费用低,适合大面积推广。
下面举出本发明的实施例:
例1,75克酸渣置于小搪瓷桶中,于油浴中加热至90℃以上,一边搅拌一边缓慢加入煮沸的5%的烧碱溶液34ml,加完碱液于88-92℃皂化25分钟。同时在另一烧杯中,将43克合成脂肪酸的二级不皂化物,25克全精炼62号石蜡,1.5克匀染剂0混合均匀,于沸水浴中熔化后,将其趁热加入到上述皂化物料中,温度控制在85-90℃,搅拌5-10分钟后,慢慢加入200ml热水,于85℃左右恒温搅拌40分钟,自然降温搅拌至40℃,得产品260克,有效物含量56%。
例2,100克酸渣于油浴中加热至90℃以上,在不断搅拌下缓慢加入煮沸的5%的碱液46ml,于85-90℃皂化15分钟左右,并不时补水,待皂化完全趁热加入86克醇渣,100克半精炼62号石蜡,3克匀染剂D的混熔物,于89-91℃搅拌10分钟后,慢慢加入热水乳化,于85℃左右恒温搅拌30分钟后,自然降温搅至40℃出料,得产品799克,有效物含量36%。
例3,175克酸渣加热至90℃以上,搅拌下加入5%碱液64ml,于85-90℃皂化,至皂化完全,加入25克62号石蜡,70克醇渣、3克匀染剂D的融熔物,于85-90℃搅拌10分钟,加沸水乳化,于85℃左右恒温搅拌40分钟后,自然降温搅至40℃,得产品920克,有效物含量30%。