混凝土水分蒸發(fā)抑制劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及混凝土領(lǐng)域，特別是涉及一種混凝土水分蒸發(fā)抑制劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 混凝土在饒筑后，由于與空氣存在一定的濕度差，混凝土中的水分要向外迀移，一 方面減少了混凝土正常水化所需要的水分；另一方面，失水引起的濕度梯度和應(yīng)力集中會(huì) 造成塑性開裂和干燥開裂，同時(shí)快速失水也容易造成混凝土表層結(jié)殼，導(dǎo)致抹面困難，增加 了施工的難度。這種現(xiàn)象在現(xiàn)代混凝土中尤為突出，原因在于高效減水劑和大摻量礦物摻 合料的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代混凝土水膠比持續(xù)降低，拌合物粘聚性大，泌水少，在水分蒸發(fā)速率 快的環(huán)境中極易發(fā)生上述現(xiàn)象。盡管表層的裂縫對(duì)混凝土力學(xué)性能影響不大，研究表明，表 層裂縫明顯使混凝土的滲透性能上升，進(jìn)而大幅度降低混凝土的耐久性。因此，加強(qiáng)現(xiàn)代混 凝土的養(yǎng)護(hù)，減少混凝土表層的水分蒸發(fā)，抑制因水分蒸發(fā)引起的開裂，對(duì)提高混凝土耐久 性具有重要的意義。
[0003] 混凝土的養(yǎng)護(hù)方法有多種，包括自然養(yǎng)護(hù)、灑水養(yǎng)護(hù)、鋪草墊養(yǎng)護(hù)和鋪薄膜養(yǎng)護(hù)等 傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)方法。然而隨著大規(guī)?；A(chǔ)建設(shè)的進(jìn)行，混凝土工程面臨的環(huán)境和條件越來(lái)越 苛刻，傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)方法面臨著很多急需解決的問(wèn)題，越來(lái)越難以滿足實(shí)際工程需要。例如， 傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)方法通常從接近初凝時(shí)才開始進(jìn)行，忽略了塑性階段的早期養(yǎng)護(hù);對(duì)特殊結(jié)構(gòu)(如 T形梁），薄膜養(yǎng)護(hù)不能夠有效附著在混凝土表面，難以達(dá)到養(yǎng)護(hù)的目的;對(duì)于我國(guó)西部等水 資源稀缺地區(qū)，采用灑水養(yǎng)護(hù)造成了水資源的巨大浪費(fèi)，不符合綠色發(fā)展的需要。上述問(wèn)題 也得到了國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注。
[0004] 專利文獻(xiàn)CN101805145A公開了一種外涂型塑性混凝土水分蒸發(fā)抑制劑，盡管這種 材料的性能優(yōu)異，但固含量比較低，為造成了運(yùn)輸資源的浪費(fèi)。
[0005]已知的混凝土水分蒸發(fā)抑制劑因存在下述問(wèn)題難以提高其固含量：（1)乳化劑用 量較多，易起泡；（2)作為主要組分的長(zhǎng)鏈醇易團(tuán)聚，致使乳液粒徑大且不均勻，導(dǎo)致混凝土 水分蒸發(fā)抑制劑易分層，不穩(wěn)定。如果進(jìn)一步提高固含量，則乳化劑和長(zhǎng)鏈醇濃度隨之增 加，起泡和不穩(wěn)定的現(xiàn)象更為嚴(yán)重，所得產(chǎn)品根本無(wú)法使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明目的
[0007] 本發(fā)明提供一種混凝土水分蒸發(fā)抑制劑的制備方法，所得混凝土水分蒸發(fā)抑制劑 粒徑均勻、不易分層，且可降低乳化劑用量。
[0008] 發(fā)明概述
[0009] 所述混凝土水分蒸發(fā)抑制劑的制備方法如下：
[0010]配制所述混凝土水分蒸發(fā)抑制劑的組分包括C15-C20的長(zhǎng)鏈醇、乳化劑、水和可選 的增稠劑、消泡劑，
[0011] 將長(zhǎng)鏈醇、乳化劑、預(yù)乳化用水混合，在長(zhǎng)鏈醇完全融化狀態(tài)下于40°C以上高速剪 切乳化，所述預(yù)乳化用水的質(zhì)量為組分中全部用水量的15%-50%;
[0012] 然后在lmin以內(nèi)快速加入5-30°C剩余的水，高速剪切攪拌至混合均勻；
[0013] 可選的繼續(xù)加入增稠劑和消泡劑，混合均勻得到混凝土水分蒸發(fā)抑制劑。
[0014] 所述"將長(zhǎng)鏈醇、乳化劑、預(yù)乳化用水混合，在長(zhǎng)鏈醇完全融化狀態(tài)下于40°C以上 高速剪切乳化"，是指高速剪切乳化時(shí)，長(zhǎng)鏈醇需要一直處于融化狀態(tài)，為了達(dá)到這一目的， 可以先將長(zhǎng)鏈醇融化，再與乳化劑、預(yù)乳化用水組成的熱的水分散液混合(乳化劑也可在長(zhǎng) 鏈醇融化時(shí)加入），然后在40°C以上高速剪切乳化，也可以直接將長(zhǎng)鏈醇、乳化劑、預(yù)乳化用 水混合后加熱，使長(zhǎng)鏈醇完全融化后，在40°C以上高速剪切乳化。優(yōu)選的是:將長(zhǎng)鏈醇加熱 到50-100°C融化，加入乳化劑、50-100°C的預(yù)乳化用水組成的水分散液，在40°C以上高速剪 切乳化。
[0015]采用上述方法制備混凝土水分蒸發(fā)抑制劑，無(wú)需自然冷卻過(guò)程，操作簡(jiǎn)單又高效 節(jié)能；乳液粒徑均勻、不易分層;而且在只有少量乳化劑(乳化劑用量占所述混凝土水分蒸 發(fā)抑制劑總質(zhì)量的〇.5%-10%)的條件下就可以制備穩(wěn)定的水分蒸發(fā)抑制劑乳液。因此，采 用所述方法可制備高固含量的混凝土水分蒸發(fā)抑制劑，其中長(zhǎng)鏈醇在所述混凝土水分蒸發(fā) 抑制劑中的質(zhì)量百分比高達(dá)15%-30%。所述乳化劑優(yōu)選為非離子表面活性劑。
[0016] 優(yōu)選的，所述混凝土水分蒸發(fā)抑制劑由以下組分配制而成:C15-C20長(zhǎng)鏈醇15 % -30 %、C16-C18長(zhǎng)鏈羧酸鹽0-5%、乳化劑0.5%-10%、增稠劑0-1 %、消泡劑0-0.3%，余量為 水，所述長(zhǎng)鏈羧酸鹽為C16-C18的水溶性一元羧酸鹽，所述乳化劑為非離子表面活性劑，所 述百分比為重量百分比，
[0017] 將長(zhǎng)鏈醇、乳化劑、可選的長(zhǎng)鏈羧酸鹽、預(yù)乳化用水混合，在長(zhǎng)鏈醇完全融化狀態(tài) 下于40°C以上高速剪切乳化；
[0018]然后在lmin內(nèi)快速加入5-30°C剩余的水，高速剪切攪拌至混合均勻；
[0019] 可選的繼續(xù)加入增稠劑和消泡劑，得到混凝土水分蒸發(fā)抑制劑。
[0020] 同樣的，所述"將長(zhǎng)鏈醇、乳化劑、長(zhǎng)鏈羧酸鹽、預(yù)乳化用水混合，在長(zhǎng)鏈醇完全融 化狀態(tài)下于40°C以上高速剪切乳化"，是指高速剪切乳化時(shí)，長(zhǎng)鏈醇需要一直處于融化狀 態(tài)，為了達(dá)到這一目的，可以先將長(zhǎng)鏈醇融化，再與乳化劑、長(zhǎng)鏈羧酸鹽、預(yù)乳化用水組成的 熱的水分散液混合(乳化劑、長(zhǎng)鏈羧酸鹽也可在長(zhǎng)鏈醇融化時(shí)加入），然后在40°C以上高速 剪切乳化，也可以直接將長(zhǎng)鏈醇、乳化劑、預(yù)乳化用水混合后加熱，使長(zhǎng)鏈醇完全融化后，在 40°C以上高速剪切乳化。更優(yōu)選的，將長(zhǎng)鏈醇加熱到50_100°C融化，加入乳化劑、長(zhǎng)鏈羧酸 鹽、50-100°C的預(yù)乳化用水組成的水分散液，在40°C以上高速剪切乳化。
[0021] 長(zhǎng)鏈醇和長(zhǎng)鏈羧酸鹽可以協(xié)同作用，在混凝土表面形成緊密凝聚性強(qiáng)的單分子 膜，改變混凝土表面直接裸露于空氣中的狀態(tài)，能夠有效地抑制水分蒸發(fā)，長(zhǎng)鏈醇和長(zhǎng)鏈羧 酸鹽體系穩(wěn)定性好，抗高溫、高風(fēng)、雜質(zhì)干擾能力強(qiáng)。另外，制備的水分蒸發(fā)抑制劑固含量在 15%-35%之間，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)水分蒸發(fā)抑制劑。
[0022] 高速剪切乳化方法為本領(lǐng)域公知技術(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可經(jīng)試驗(yàn)確定具體轉(zhuǎn)速和 混合時(shí)間。優(yōu)選的，所述高速剪切乳化是在1500-3000r/min轉(zhuǎn)速下高速剪切10-30min，所述 高速剪切攪拌是在1500_3000r/min高速剪切攪拌10-30min。
[0023] 所述C15-C20的長(zhǎng)鏈醇為混凝土水分蒸發(fā)抑制劑的常用組分，是指C15-C20的脂肪 族一元醇，通常選用直鏈一元醇。可選用其中的一種或兩種以上任意比例組合物。
[0024]優(yōu)選的，所述長(zhǎng)鏈羧酸鹽為鉀鹽和/或鈉鹽，具體的，可以是十六烷酸鈉、十六烷酸 鉀、十七烷酸鈉、十八烷酸鈉中的至少一種。
[0025] 優(yōu)選的，所述非離子表面活性劑為平平加15、平平加20、平平加25、吐溫60、吐溫 80、吐溫70、吐溫85、蓖麻油聚氧乙烯醚EL-40、蓖麻油聚氧乙烯醚EL-60中的至少一種。
[0026] 增稠劑和消泡劑為本領(lǐng)域常用組分，可經(jīng)試驗(yàn)確定具體物質(zhì)。優(yōu)選的，所述增稠劑 為聚乙二醇、聚丙烯酰胺或羥乙基纖維素中的至少一種。其中，所述聚乙二醇的分子量?jī)?yōu)選 為5000-20000,所述聚丙烯酰胺的分子量?jī)?yōu)選為不小于300萬(wàn)，所述羥乙基纖維素的粘度優(yōu) 選為20000-50000mPa · s。
[0027] 所述"至少一種"，是指可使用可選物質(zhì)中一種或兩種以上任意比例的混合物。 [0028]所述混凝土水分蒸發(fā)抑制劑為水乳體系，在使用時(shí)稀釋40-120倍(稀釋后固含量 為0.1%-0.8%)，然后利用噴霧裝置，將稀釋后的乳液均勻地噴灑在塑性混凝土的表面，可 有效抑制混凝土塑性階段表面水分蒸發(fā)，從而有利于解決高熱、高風(fēng)條件下失水引起的混 凝土塑性階段的收縮開裂、結(jié)殼和發(fā)粘問(wèn)題。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本 發(fā)明的內(nèi)容并不局限于實(shí)施例表述的范圍。
[0030] 各實(shí)施例中，
[0031] 水分蒸發(fā)抑制率按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)JG/T447-2015《混凝土塑性階段水分蒸發(fā)抑制劑》 要求測(cè)定；
[0032] 水分蒸發(fā)抑制劑固含量測(cè)試按照重量法：制作方形鋁箱小盒，使用分析天平對(duì)其 質(zhì)量進(jìn)行稱量，記重量為ml，在方形鋁箱小盒中加入質(zhì)量約為1.5g的水分蒸發(fā)抑制劑，記錄 此時(shí)鋁箱小盒的質(zhì)量為m2,將方形小盒放入100°C烘箱中烘干至鋁箱小盒重量不再變化，記 錄此時(shí)鋁箱小盒的質(zhì)量為m3,計(jì)算固含量；
[0033] 粒徑數(shù)據(jù)用馬爾文激光粒度儀（型號(hào)Mastersizer 2000,英國(guó)馬爾文儀器有限公 司生產(chǎn))測(cè)試得到；
[0034]穩(wěn)定性測(cè)試方法:將測(cè)試樣品置于50°C烘箱內(nèi)放置50天，觀察是否出現(xiàn)沉淀或分 層等不均勻現(xiàn)象。測(cè)試50°C的高溫穩(wěn)定性可以在較短時(shí)間內(nèi)確定穩(wěn)定性是否合格，一般50 °C下穩(wěn)定30天，常溫穩(wěn)定性可達(dá)6個(gè)月以上。
[0035] 實(shí)施例中所用