多功能混凝土建材助劑及其製備工藝的製作方法
2023-06-06 12:45:16
專利名稱：多功能混凝土建材助劑及其製備工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於用於建築材料的輔助劑類，具體地是用於混凝土施工的建材助劑。
用作混凝土脫模、養護、防水等作用的建材化學助劑，在混凝土施工中，已得到廣泛應用。這些助劑有其共同點，即它們都是乳液型的液態成膜劑，其主要成分為成膜物質，乳化劑、輔助藥劑。因各劑所起作用不同，對成膜物的選擇亦不相同。如脫膜劑選擇摩擦係數小、分子間引力不大的油性材料，養護劑選擇機械性指標不高的暫時性防水材料，而防水劑則選擇具有長鏈的低分子或高分子組成，成膜牢固、能封閉孔隙、堵住毛細通道、降低透水性的物質。因此現有的助劑基本上只具有單一功能，不可能三項功能全具備。
另外，現在的脫模劑大多為脂肪酸皂類、植物油腳皂類、乳化油類，不僅成本高，售價高，如W-15脫模劑每噸售價890元，而且塗一次，只能脫模一次，易沾灰，脫模劑塗層不能耐水衝刷。養護劑有氯乙烯、偏氯乙烯共聚體的RT175，其售價5600元/噸，乳化石蠟型、樹脂類的溶劑性養護劑，其造價高，保水性能差。防水劑基本上採用乳化瀝青，其施工成本高，汙染環境。
本發明的目的旨在研製一種用作混凝土脫模、養護、防水等多種功能的建材助劑，該助劑原料主要採用化工廢料，成本低。設計的製造工藝簡單，該助劑一次塗刷可脫模2-3次，脫模效果好，脫模塗層能耐水衝刷，養護保水效果好，防水性能好。
本發明的目的是以下述方式實現的，多功能混凝土助劑由成膜物、乳化劑、輔助劑配成，成膜物採用酸渣、石蠟，乳化劑採用醇渣、勻染劑0(聚氧乙烯脂肪醇醚)，具體的重量配比為酸渣 石蠟 醇渣 燒鹼 水100～175 25～100 60～90 1.7～5.7 加至濃度為30～56%助劑外觀棕黃色乳狀液 含固量30%-56%粘度(塗-4杯)12-13秒(30-35%) PH約7乳液微粒大小3-4微米乳液穩定性3000轉/分高速離心15分鐘不分層或分層≤5%，好的樣品室溫下自然放置2-3年不破乳。
多功能混凝土建材助劑的製備工藝為先將酸渣加熱熔化至90℃以上，在不斷攪拌下，緩慢加入熱的5-10%的鹼液，在85-90℃下繼續攪拌皂化15-20分鐘，待皂化完全後，趁熱加入熔化了的醇渣、石蠟、勻染劑0的混合液，攪拌均勻，加熱水乳化，於85-95℃下保溫攪拌，待保溫乳化30-40分鐘後得乳化液，再用冷卻水攪拌冷卻，或自然降溫至40℃，出料即為產品。
配製一劑多功能的混凝土建材助劑，需要具有各種性能的多種材料進行複合配製，而化工廢料組成複雜，是多種成分的複合物，因此本助劑選擇具有憎水性結構和低分子或高分子組成的化工廢料為成膜物的主要組成，經過加熱皂化、化學改性，加以其他輔助劑，使成膜物具有多種特性。用作成膜物的酸渣有(1)合成脂肪酸酸渣石蠟氧化合成脂肪酸的釜底殘渣，(2)天然脂肪酸渣動植物油腳提取脂肪酸後的酸渣。
(3)硬脂酸渣 (4)制肥皂提取甘油後的殘渣主要用合成脂肪酸渣，其酸價以50-62號為好。
石蠟採用62號精煉品或半精煉品。
用作乳化劑的醇渣為(1)高碳醇渣為脂肪醇分餾後，碳數高於16的後餾醇渣，一般為18-22碳數的混合物，其來源有二一種是液體石蠟在硼酸存在下用空氣氧化經蒸餾後製得的合成醇渣，或從生產合成脂肪酸的第二不皂化物經硼酸酸化後蒸餾製得的合成醇渣。另一種是椰子油加氫制醇分餾後的後餾醇渣。
(2)合成脂肪酸的二級不皂化物。
水自來水或軟水。
將本發明助劑噴塗於新拌混凝土表面，形成不透水的多分子薄膜，使混凝土拌合用的多餘用水，封閉於混凝土中，抑制和延緩了混凝土早期硬化階段的水分損失，起到保水養護作用。用國際上通用的測定養護劑水分損失量的ASTMC156方法進行有關測試，並與現有的養護劑進行比較，其結果見表1。
表1
從表中可見本助劑保水性能好。
在測定水分損失量時，還進行了有空白對比的相對保水率測試，空白對比組為不塗養護劑的試件，按下式計算相對保水率相對保水率＝ (空白試件水分損失量-測試件水分損失量)/(空白試件水分損失量) ×100%，經測定、計算出本助劑的相對保水率為90%。
養護劑的養護性能還可用養護件的抗壓強度進行評定。水分損失量小、水泥水化充分，強度增長正常，反之則強度偏低。用不同養護劑進行對比試驗，其對比結果見表2。
表2
從表2也可見本助劑的養護性能好。
本助劑塗覆於混凝土成型模板上，在表面形成一層隔離層，故脫模效果好，對難於脫模的混凝土底模、胎模特別適用。用成型0.4×0.2×0.05米混凝土板的試驗方法，檢測本助劑和武漢化工二廠的W-15、山西萬榮的RH脫模劑對金屬模、混凝土底模的脫模性能，其檢測、對比結果見表3。
表3
從表中可見，本助劑與其他脫模劑相比脫模次數多，成膜牢固，脫模劑的脫膜塗層能耐水衝刷或圍水浸泡。
將本助劑噴塗於混凝土表面，能耐水擦洗，在夏秋高溫季節，即使在水中浸泡6個月，表面無變化。
湖北省建築構件廠將本助劑噴塗於混凝土地坪的底模上，澆注預應力空心樓板，塗一次，可連續脫模兩次。起板時，剪斷預應力鋼絲，樓板即可自動脫離地膜地坪。模擬暴雨衝刷和雨後漬水，用5米射高的壓力水衝刷10分鐘或圍水浸泡48小時，脫模劑塗層完好無損，浸泡六天，膜面顏色未褪。
武鋼外貿碼頭用本助劑養護1×0.5×0.06米鋼筋混凝土溝蓋板，成膜乾燥快，能有效防止幹縮裂縫的產生。
本助劑用化工廢料為主要原料，具有脫模、養護、防水等多種功能。用作脫模劑，一次塗藥，可脫模2-3次，脫模構件表面光滑，脫模劑塗層能耐水衝刷，圍水浸泡。用作養護劑，水分損失為0.030g/cm2，成膜乾燥時間0.5-1小時。用作防水塗料，圍水浸泡6月後塗層無變化。本助劑生產成本低，使用費用低，適合大面積推廣。
下面舉出
具體實施例方式例1，75克酸渣置於小搪瓷桶中，於油浴中加熱至90℃以上，一邊攪拌一邊緩慢加入煮沸的5%的燒鹼溶液34ml，加完鹼液於88-92℃皂化25分鐘。同時在另一燒杯中，將43克合成脂肪酸的二級不皂化物，25克全精煉62號石蠟，1.5克勻染劑0混合均勻，於沸水浴中熔化後，將其趁熱加入到上述皂化物料中，溫度控制在85-90℃，攪拌5-10分鐘後，慢慢加入200ml熱水，於85℃左右恆溫攪拌40分鐘，自然降溫攪拌至40℃，得產品260克，有效物含量56%。
例2，100克酸渣於油浴中加熱至90℃以上，在不斷攪拌下緩慢加入煮沸的5%的鹼液46ml，於85-90℃皂化15分鐘左右，並不時補水，待皂化完全趁熱加入86克醇渣，100克半精煉62號石蠟，3克勻染劑D的混熔物，於89-91℃攪拌10分鐘後，慢慢加入熱水乳化，於85℃左右恆溫攪拌30分鐘後，自然降溫攪至40℃出料，得產品799克，有效物含量36%。
例3，175克酸渣加熱至90℃以上，攪拌下加入5%鹼液64ml，於85-90℃皂化，至皂化完全，加入25克62號石蠟，70克醇渣、3克勻染劑D的融熔物，於85-90℃攪拌10分鐘，加沸水乳化，於85℃左右恆溫攪拌40分鐘後，自然降溫攪至40℃，得產品920克，有效物含量30%。
權利要求
1.多功能混凝土建材助劑由成膜物，乳化劑、輔助劑配成，其特徵在於成膜物採用酸渣、石蠟，乳化劑採用醇渣、勻染劑0(聚氧乙烯脂肪醇醚)，具體的重量配比為酸渣 石蠟 醇渣燒鹼 勻染劑0 水100～175 25～100 60～90 1.2～4.1 2～3 加至濃度為30%～56%助劑外觀棕黃色乳狀液 含固量30%～56%粘度(塗-4杯)12～13秒(30～35%) PH約7乳液微粒大小3～4微米乳液穩定性3000轉/分高速離心分離15分鐘不分層、或分層≤5%，好的樣品室溫下自然放置2～3年不破乳。
2.根據權利要求1所述的助劑，其特徵在於成膜物所採用的酸渣有(1)合成脂肪酸酸渣石蠟氧化合成脂肪酸的釜底殘渣(2)天然脂肪酸渣動植物油腳提取脂肪酸後的酸渣(3)硬脂酸渣 (4)制肥皂提取甘油後的殘渣主要為合成脂肪酸酸渣。
3.根據權利要求1所述的助劑，其特徵在於乳化劑所採用的醇渣有(1)高碳醇渣為脂肪醇分餾後，碳數高於16的後餾醇渣，一般為18-22碳酸的混合物。(2)合成脂肪酸的二級不皂化物。
4.根據權利要求1、3所述的助劑，其特徵在於高碳醇渣的來源為(1)液體石蠟在硼酸存在下用空氣氧化經蒸餾後製得的合成醇渣，或從生產合成脂肪酸的第二不皂化物經硼酸酸化後製得的合成醇渣。(2)椰子油加氫制醇分餾後的後餾醇渣。
5.多功能混凝土建材助劑的製備工藝，其特徵在於先將酸渣加熱熔化至90℃以上，在不斷攪拌下，緩慢加入熱的5-10%的鹼液，在85-90℃下繼續攪拌皂化15-20分鐘，待皂化完全後，趁熱加入熔化了的醇渣、石蠟、勻染劑0的混合物，攪拌均勻，加熱水乳化，於85-95℃下保溫攪拌，待保溫乳化30-40分後得乳化液，再用冷卻水攪拌冷卻，或自然降溫至40℃，出料即為產品。
全文摘要
多功能混凝土建材助劑及其製備工藝，助劑由成膜物、乳化劑、鋪助劑經加熱、皂化、乳化、冷卻配製而成。成膜物採用酸渣、石蠟，乳化劑採用醇渣。本助劑用化工廢料為主要原料配製而成，具有脫模、養護、防水多種功能。塗藥一次，脫模2～3次，構件表面光滑，膜層能耐水衝刷、圍水浸泡。混凝土水分損失0.030g/cm
文檔編號C10M173/00GK1064699SQ9210166
公開日1992年9月23日 申請日期1992年3月11日 優先權日1992年3月11日
發明者樊津蘭 申請人:長江水利委員會長江科學院