混凝土混凝劑及其製備方法和應用與流程

2023-10-06 17:28:04 2

本發明涉及緩凝劑技術領域，特別是涉及一種混凝土緩凝劑及其製備方法和應用。

背景技術：

混凝土緩凝劑是一種能推遲水泥水化反應，從而延長混凝土的凝結時間的外加劑。混凝土緩凝劑可使新攪拌的混凝土在較長時間內保持塑性進而方便澆築和提高施工效率，或可作用於混凝土的表面便於形成露骨料混凝土。

目前混凝土緩凝劑按其化學成分可分為無機緩凝劑和有機緩凝劑兩大類。然而其在用於混凝土的特定位置延長凝結時間或混凝土形成露骨料表面時，緩凝劑容易滲透到周邊或混凝土的內部，進而導致周邊的凝結時間也延長或形成的露骨料混凝土的效果不佳的問題。

技術實現要素：

基於此，有必要提供一種適用於混凝土特定位置延長凝結時間或混凝土形成露骨料表面的混凝土緩凝劑及其製備方法和應用。

一種混凝土緩凝劑，包括以下組分：緩凝主體、主溶劑、乳化劑、催幹劑和增稠劑；所述緩凝主體為碳五樹脂和松香酸甲酯的混合物；所述主溶劑為二甲苯、二氯乙烯、三氯乙烯和乙二醇乙醚中的至少一種。

上述混凝土緩凝劑，以碳五樹脂和松香酸甲酯的混合物為緩凝主體，加入主溶劑使得混凝土緩凝劑為液相體系，以保證混凝土緩凝劑塗覆在混凝土表面時的均勻性，加入乳化劑使緩凝主體能充分溶於溶劑中，進而得到均相的混凝土緩凝劑。加入催幹劑和增稠劑以降低混凝土緩凝劑的流動性，進而實現混凝土緩凝劑對混凝土特定位置的緩凝作用。松香酸甲酯遇水分解為松香酸，而松香酸會促使鈣離子以游離態存在，進而延長鹼性的混凝土的凝結時間，達到緩凝效果。其次該緩凝主體為中性，其製備不存在酸性或鹼性試劑腐蝕設備的問題。且只有在混凝土緩凝劑與混凝土接觸的位置，松香酸甲酯才與混凝土中的水分反應發生分解，此外常溫下碳五樹脂為固態粉末狀，松香酸甲酯為液態，將碳五樹脂和松香酸甲酯混合，以使碳五樹脂作為松香酸甲酯的載體，進而在降低松香酸甲酯的流動性同時提高松香酸甲酯在混凝土緩凝劑中的均勻性，進而能夠使混凝土緩凝劑用於混凝土特定位置延長凝結時間或混凝土形成露骨料表面。

在其中一個實施例中，所述混凝土緩凝劑還包括助溶劑，所述助溶劑為丙三醇和環己酮中的至少一種。

在其中一個實施例中，在所述混凝土緩凝劑中按重量份數計，緩凝主體為20～35份，主溶劑為40～60份，乳化劑為1～5份，催幹劑為0.1～0.5份，增稠劑為5～10份，助溶劑為0.7～10份。

在其中一個實施例中，按重量份數計，所述混凝土緩凝劑還包括0.4～1份的流平劑，所述流平劑為纖維素醚。

在其中一個實施例中，按重量份數計，所述混凝土緩凝劑還包括不超過15份的填料，所述填料為石英砂、滑石粉和重鈣粉中的至少一種。

在其中一個實施例中，所述乳化劑為烷基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一種。

在其中一個實施例中，所述催幹劑為鈷催幹劑和錳催幹劑中的至少一種。

混凝土緩凝劑的製備方法，包括以下步驟：

將所述緩凝主體、所述溶劑和所述乳化劑混合均勻，再與所述催幹劑和所述增稠劑混合均勻，得到所述混凝土緩凝劑。

上述混凝土緩凝劑在混凝土表面形成圖形中的應用。

上述混凝土緩凝劑應用於混凝土表面形成圖形，混凝土緩凝劑對特定位置良好的緩凝作用，形成的圖形準確，效率高。

在其中一個實施例中，包括以下步驟：將所述混凝土緩凝劑塗覆於底模，再將圖形層模板形成於塗覆有所述混凝土緩凝劑的所述底模上並使所述底模露出部分表面；

在形成有所述圖形層模板的所述底模上形成混凝土層，除去所述底模和所述圖形層模板；

將所述混凝土層的表面進行水洗以形成露骨料表面，所述混凝土層的表面與所述圖形層模板對應的位置固化形成圖形。

附圖說明

圖1為一實施例的混凝土緩凝劑的製備方法的流程圖；

圖2為一實施例的混凝土緩凝劑在混凝土表面形成圖形中的應用的流程圖。

具體實施方式

為了便於理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中給出了本發明的較佳的實施例。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，並不限於本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發明的公開內容的理解更加透徹全面。

本發明一實施例的混凝土緩凝劑，包括以下組分：緩凝主體、主溶劑、乳化劑、催幹劑和增稠劑。

其中緩凝主體為碳五樹脂(即C5樹脂)和松香酸甲酯的混合物。優選的，碳五樹脂和松香酸甲酯的質量比例為5～20:1。

松香酸甲酯遇水分解為松香酸，而松香酸會促使鈣離子以游離態存在，進而延長鹼性的混凝土的凝結時間，達到緩凝效果。其次該緩凝主體為中性，其製備工藝不存在酸性或鹼性試劑腐蝕設備的問題。且只有在混凝土緩凝劑與混凝土接觸的位置，松香酸甲酯才與混凝土中的水分反應發生分解，此外常溫下碳五樹脂為固態粉末狀，松香酸甲酯為液態，將碳五樹脂和松香酸甲酯混合，以使碳五樹脂作為松香酸甲酯的載體，進而在降低松香酸甲酯的流動性同時提高松香酸甲酯在混凝土緩凝劑中的均勻性，進而能夠使混凝土緩凝劑用於混凝土特定位置延長凝結時間或混凝土形成露骨料表面。

其中主溶劑為二甲苯、二氯乙烯、三氯乙烯和乙二醇乙醚中的至少一種。加入溶劑使得混凝土緩凝劑為液相體系，以保證混凝土緩凝劑塗覆在混凝土表面時的均勻性。溶劑為非水溶劑，以避免緩凝主體遇水提前分解。

乳化劑的作用是使緩凝主體能充分溶於溶劑中，進而得到均相的混凝土緩凝劑。優選的，乳化劑為烷基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一種。具體的，脂肪醇聚氧乙烯醚的化學式為R-O-(CH2CH2O)nH(R＝C12～18,n＝15～16)。

加入催幹劑可加快液相體系中溶劑的揮發，使混凝土緩凝劑塗覆後能快速硬化，從而避免對混凝土的特定位置延長凝結時間或混凝土形成露骨料表面時，混凝土緩凝劑容易滲透到周邊或混凝土的內部導致周邊的凝結時間也延長或形成的露骨料混凝土的效果不佳的問題，同時也提高了緩凝主體與混凝土中水的結合速度，實現了對特定位置的緩凝作用。優選的，催幹劑為鈷催幹劑和錳催幹劑中的至少一種。

加入增稠劑是為了調節混凝土緩凝劑的粘度，降低混凝土緩凝劑的流動性，進而實現對混凝土特定位置的緩凝作用。優選的，增稠劑為氣相二氧化矽。氣相二氧化矽具有粒度小、安全無毒和化學性質穩定等優點。此外，添加氣相二氧化矽還能對有機顏料進行表面改性處理，不但能提高顏料耐光、耐熱、耐溶劑和抗老化性能，而且亮度、色調和飽和度也均出現一定程度的提高。

在其中一個實施例中，混凝土緩凝劑還包括助溶劑。所述助溶劑為丙三醇和環己酮中的至少一種。所述助溶劑能增加緩凝主體在主溶劑中的溶解度，進一步提高混凝土緩凝劑的均勻性。

優選的，在其中一個實施例中，在混凝土緩凝劑中按重量份數計，緩凝主體為20～30份，溶劑為40～60份，乳化劑為1～5份，催幹劑為0.1～0.5份，增稠劑為5～10份，助溶劑為0.7～10份。更優選的，在混凝土緩凝劑中按重量份數計，緩凝主體為25～30份，溶劑為50～60份，乳化劑為1～4份，催幹劑為0.1～0.3份，增稠劑為5～9份，助溶劑為2～9份。

在其中一個實施例中，按重量份數計，混凝土緩凝劑還包括0.4～1份的流平劑，流平劑為纖維素醚。流平劑能提高混凝土緩凝劑的流平性和均勻性，還可改善混凝土緩凝劑的滲透性，進一步提高混凝土緩凝劑對混凝土特定位置的緩凝效果。更優選的，流平劑為羥甲基纖維素醚。

在其中一個實施例中，按重量份數計，混凝土緩凝劑還包括不超過15份的填料。填料填充於各組分之間，有利於組分的分散，提高緩凝主體的比表面積，進而提高混凝土緩凝劑的緩凝效果。

優選的，填料為石英砂、滑石粉和重鈣粉(即重質碳酸鈣)中的至少一種。更優選的，石英砂為325目石英砂，滑石粉為800目滑石粉，重鈣粉為1250目重鈣粉。其中以325目石英砂為例，為粒徑能通過325目目篩的石英砂。更優選的，填料為石英砂和滑石粉兩種時，石英砂和滑石粉的質量比為1：1。

在其中一個實施例中，按重量份數計，混凝土緩凝劑還包括1～4份的顏料。加入顏料從而可調節混凝土緩凝劑的顏色，其可對混凝土進行調色。可以理解，顏料可為有機顏料或無機顏料。優選的，顏料為無機顏料，如鐵紅、鉛鉻黃等等。

上述混凝土緩凝劑，以碳五樹脂和松香酸甲酯的混合物為緩凝主體，加入主溶劑使得混凝土緩凝劑為液相體系，以保證混凝土緩凝劑塗覆在混凝土表面時的均勻性，加入乳化劑使緩凝主體能充分溶於溶劑中，進而得到均相的混凝土緩凝劑。加入催幹劑和增稠劑以降低混凝土緩凝劑的流動性，進而實現混凝土緩凝劑對混凝土特定位置的緩凝作用。松香酸甲酯遇水分解為松香酸，而松香酸會促使鈣離子以游離態存在，進而延長鹼性的混凝土的凝結時間，達到緩凝效果。其次該緩凝主體為中性，其製備不存在酸性或鹼性試劑腐蝕設備的問題。且只有在混凝土緩凝劑與混凝土接觸的位置，松香酸甲酯才與混凝土中的水分反應發生分解，此外常溫下碳五樹脂為固態粉末狀，松香酸甲酯為液態，將碳五樹脂和松香酸甲酯混合，以使碳五樹脂作為松香酸甲酯的載體，進而在降低松香酸甲酯的流動性同時提高松香酸甲酯在混凝土緩凝劑中的均勻性，進而能夠使混凝土緩凝劑用於混凝土特定位置延長凝結時間或混凝土形成露骨料表面。

上述混凝土緩凝劑使用時，直接將其採用噴塗或人工塗敷等方式塗覆於需要緩凝的混凝土上，即可實現對混凝土特定位置的緩凝。可以理解，該混凝土緩凝劑也可與混凝土直接混合使用。

請參閱圖1，本發明還提供了上述混凝土緩凝劑的製備方法，該製備方法包括以下步驟。

步驟S11：將碳五樹脂和松香酸甲酯混合均勻，得到緩凝主體。

步驟S12：將緩凝主體、溶劑和乳化劑混合均勻，再與催幹劑和增稠劑混合均勻，得到混凝土緩凝劑。

在其中一個實施例中，混凝土緩凝劑還包括助溶劑和/或流平劑和/或填料和/或顏料時，在緩凝主體、溶劑和乳化劑混合均勻後，將助溶劑和/或流平劑和/或填料和/或顏料加入混合均勻即可。

優選的，步驟S11和步驟S12中混合均採用機械攪拌，攪拌的速度為800～1000r/min。優選的，步驟S12中將緩凝主體、溶劑和乳化劑混合的時間為10min。優選的，與催幹劑和增稠劑混合均勻至不分層。

可以理解，在其他實施例中，步驟S11可以省略，直接進行步驟S12得到混凝土緩凝劑。

上述混凝土緩凝劑的製備方法，工藝簡單，製備條件容易控制，得到的混凝土緩凝劑重現性好。且該緩凝主體為中性，製備工藝不存在酸性或鹼性試劑腐蝕設備的問題。

請參閱圖2，本發明還提供了上述混凝土緩凝劑在混凝土表面形成圖形中的應用。

在其中一個實施例中，上述混凝土緩凝劑在混凝土表面形成圖形中的應用，包括以下步驟。

步驟S21：將混凝土緩凝劑塗覆於底模，再將圖形層模板形成於塗覆有混凝土緩凝劑的底模上並使底模露出部分表面。

如此圖形層模板將混凝土緩凝劑與混凝土層隔開，從而使得混凝土層的表面與圖形層模板對應的位置不能與混凝土緩凝劑作用，從而使得混凝土層的表面與圖形層模板對應的位置固化形成混凝土。

優選的，圖形層模板包括文字模板、圖案模板等等。優選的，圖形層模板可為多個。

優選的，在其中一個實施例中，步驟S21中將圖形層模板形成於塗覆有混凝土緩凝劑的底模上的步驟具體為：將設有圖形層模板的轉移膜以圖形層模板粘結於塗覆有混凝土緩凝劑的底模上，除去轉移膜即可。可以理解，採用轉移膜形成圖形層模板，形成的圖形準確，效率高，十分適用於形成中文文字等非連續圖形，避免了人工調整位置不準確及效率低的問題。

具體的，圖形層模板通過粘結於轉移膜。優選的，圖形層模板與轉移膜之間的膠粘強度小於圖形層模板與底模之間的膠粘強度，以避免除去轉移膜時將圖形層模板一併除去，導致降低效率的問題。

步驟S22：在形成有圖形層模板的底模上形成混凝土層，除去底模和圖形層模板。

具體的，步驟S22中形成混凝土採用澆築成型。

混凝土層未與圖形層模板接觸的位置，與混凝土緩凝劑直接作用，從而對混凝土層的該部分表面起到緩凝的作用，進而可通過水洗形成露骨料表面。該部分的露骨料表面和混凝土層的表面，與圖形層模板對應的位置固化形成混凝土表面，組成了鮮明的對比，進而構成了與圖形層模板形狀相同的圖形。

步驟S23：將混凝土層的表面進行水洗以形成露骨料表面，混凝土層的表面與圖形層模板對應的位置形成圖形。

具體的，步驟S23中水洗採用高壓水槍衝洗。

上述混凝土緩凝劑應用於混凝土表面形成圖形，混凝土緩凝劑對特定位置良好的緩凝作用，形成的圖形準確，效率高。

上述混凝土緩凝劑在混凝土表面形成圖形中的應用方法，形成的圖形準確，效率高，十分適用於形成中文文字等非連續圖形，避免了人工調整位置不準確及效率低的問題。

以下為具體實施例。

實施例1

混凝土緩凝劑按重量份數計，包括以下組分：27.5份緩凝主體、50份主溶劑、3份乳化劑、0.3份催幹劑、8份增稠劑、0.7份助溶劑、0.5份流平劑、8份填料和2份顏料。緩凝主體中碳五樹脂與松香甲酯的質量比為10:1，主溶劑為二甲苯，乳化劑為邢臺藍星助劑廠提供的OP-109(烷基酚聚氧乙烯醚)，催幹劑為鈷催幹劑，增稠劑為氣相二氧化矽，助溶劑為環己酮，流平劑為羥甲基纖維素醚(分子量約為4萬)，填料為質量比為1:1的325目石英砂和800目滑石粉，顏料為鐵紅。

混凝土緩凝劑的製備方法包括以下步驟：將碳五樹脂和松香酸甲酯混合均勻，得到緩凝主體。將緩凝主體、溶劑和乳化劑使用攪拌釜在900r/min的轉速下攪拌10分鐘以混合均勻，繼續攪拌下加入助溶劑、流平劑、填料、顏料、催幹劑和增稠劑混合均勻，不分層，得到混凝土緩凝劑。

實施例2

混凝土緩凝劑按重量份數計，包括以下組分：30.5份緩凝主體、60份主溶劑、1份乳化劑、0.1份催幹劑、5份增稠劑、2份助溶劑、0.4份流平劑和1份顏料。緩凝主體中碳五樹脂與松香甲酯的質量比為20:1，主溶劑為乙二醇乙醚，乳化劑為巴斯夫提供的AEO-9(脂肪醇聚氧乙烯醚)，催幹劑為鈷催幹劑，增稠劑為氣相二氧化矽，助溶劑為環己酮，流平劑為易萊泰提供的M30纖維素醚(分子量約為4萬)，顏料為有機藍。實施例2的製備方法與實施例1類似，在此不再詳述。

實施例3

混凝土緩凝劑按重量份數計，包括以下組分：27.5份緩凝主體、40份主溶劑、4份乳化劑、0.2份催幹劑、9份增稠劑、9份助溶劑、0.5份流平劑和9.8份填料。緩凝主體中碳五樹脂與松香甲酯的質量比為5:1，主溶劑為二氯乙烯，乳化劑為邢臺藍星助劑廠提供的OP-109，催幹劑為錳催幹劑，增稠劑為氣相二氧化矽，助溶劑為丙三醇，流平劑為易萊泰提供的M30纖維素醚(分子量約為4萬)，填為1250目重鈣粉。實施例3的製備方法與實施例1類似，在此不再詳述。

實施例4

混凝土緩凝劑按重量份數計，包括以下組分：20份緩凝主體、40份主溶劑、2份乳化劑、0.5份催幹劑、6份增稠劑、10份助溶劑、1份流平劑、15份填料和4份顏料。緩凝主體中碳五樹脂與松香甲酯的質量比為10:1，主溶劑為三氯乙烯，乳化劑為邢臺藍星助劑廠提供的OP-109(烷基酚聚氧乙烯醚)，催幹劑為鈷催幹劑，增稠劑為氣相二氧化矽，助溶劑為體積比1:1的環己酮和丙三醇，流平劑為羥甲基纖維素醚(分子量約為4萬)，填料為質量比為1:1的325目石英砂和800目滑石粉，顏料為鐵紅。實施例4的製備方法與實施例1類似，在此不再詳述。

實施例5

混凝土緩凝劑按重量份數計，包括以下組分：35份緩凝主體、50份主溶劑、5份乳化劑、0.2份催幹劑和10份增稠劑。緩凝主體中碳五樹脂與松香甲酯的質量比為15:1，主溶劑為體積比1:1的二氯乙烯和三氯乙烯，乳化劑為邢臺藍星助劑廠提供的OP-109(烷基酚聚氧乙烯醚)，催幹劑為鈷催幹劑，增稠劑為氣相二氧化矽，助溶劑為丙三醇，流平劑為羥甲基纖維素醚(分子量約為4萬)，填料為質量比為1:1的325目石英砂和800目滑石粉。實施例5的製備方法與實施例1類似，在此不再詳述。

以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。