湯 平 王自民 侯萬(wàn)果
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近年來(lái),國(guó)內(nèi)學(xué)者一直對(duì)混凝土脫模劑給予了很大關(guān)注。陳月霞等[1]采用氯乙酸對(duì)魔芋葡聚糖制備混凝土脫模劑,并研究了其黏度和成膜性能;孟凡路[2]通過(guò)對(duì)乳化劑種類和乳化工藝的選擇,制備了一種穩(wěn)定的以地溝油為基礎(chǔ)油的混凝土脫模劑;李崇智等[3]研制了一種乳化型的高效脫模劑,研究了其防銹性和涂刷性,并投入使用;馬成[4]研究了4種脫模劑拆模后的效果和對(duì)混凝土外觀的影響,為澆筑混凝土合理選用脫模劑提供良好的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在這些研究中,關(guān)于高分子成膜劑的研究較少,而這種成膜劑的成膜性好、環(huán)保以及不會(huì)影響混凝土的外觀。
高分子成膜劑是一種比較新穎的脫模劑,其原料為水溶性高分子聚合物成膜物質(zhì)。這種高分子物質(zhì)能和其他物質(zhì)互溶,具有潤(rùn)滑性和無(wú)腐蝕性,能形成無(wú)色透明的液體。當(dāng)這種液體涂抹在模具表面時(shí),隨著水分的揮發(fā),原先分散的高分子顆粒逐漸靠攏,發(fā)生相互接觸,達(dá)到最緊密的狀態(tài),在縮水表面產(chǎn)生表面張力;隨著水分的繼續(xù)蒸發(fā),高分子顆粒表面吸附的保護(hù)層被破壞,間隙越來(lái)越小,形成毛細(xì)管,毛細(xì)管作用使顆粒變形;最后高分子顆粒相互擴(kuò)散、滲透,形成具有一定強(qiáng)度的連續(xù)的透明膜。試驗(yàn)選擇聚馬來(lái)酸酐、聚季銨鹽和不同分子量的聚乙二醇和聚乙烯醇為成膜物質(zhì),和其他物質(zhì)混合配成脫模劑進(jìn)行研究。
室溫下,將一定比例的水溶性高分子成膜劑加入到攪拌速度為400 r/min的蒸餾水中,攪拌90 min,觀察聚合物的溶解情況。
用手指堵住涂-4黏度計(jì)的漏斗,將試樣倒?jié)M黏度計(jì),用玻璃棒將氣泡和多余試樣刮入凹槽,迅速移開(kāi)手指,同時(shí)啟動(dòng)秒表,待試樣流束剛中斷時(shí)立即停止秒表,秒表讀數(shù)即為試樣的流出時(shí)間。
成型前將試模(100 mm×100 mm×160 mm)清理干凈,在模具內(nèi)涂刷已配好的脫模劑,在溫度(20±5) ℃下放置30 min,將新拌的混凝土一次裝入模具內(nèi),裝料時(shí)應(yīng)用抹刀沿各模具壁插搗并使混凝土拌和物高出模具口,然后振動(dòng)至表面出漿,頂面用抹刀抹平,成型后清理干凈模具外緣,放置24 h后脫模,用鏟刀鏟下模具工作面的混凝土料,收集后用天平稱重,計(jì)算單位面積的粘附量。
將配好的脫模劑涂刷在45#鋼片上,在(35±2) ℃、濕度≥90%的環(huán)境下放置24 h后觀察銹蝕情況。
在潔凈、干燥的鋼板上涂刷脫模劑后放置在室溫下,之后用手指輕觸膜表面,如感到有些發(fā)黏,但無(wú)脫模劑粘在手指上,即認(rèn)為表面干燥。
根據(jù)材料特性,聚馬來(lái)酸酐、聚季銨鹽和聚乙二醇系列在水中的水溶性較好,聚乙烯醇的水溶性較差(表1)。
表1 不同成膜劑的溶解情況及黏附量
黏度是脫模劑的內(nèi)摩擦,直接影響著脫模劑的流動(dòng)性、成膜時(shí)間和在模具表面形成的潤(rùn)滑膜的厚度和完整性,進(jìn)而影響干燥時(shí)間和脫模效果。黏度過(guò)大時(shí),流動(dòng)性不好,不易在模具上涂刷均勻,形成的潤(rùn)滑膜不完整,且干燥的時(shí)間較長(zhǎng),影響施工效率;黏度過(guò)小時(shí),形成的潤(rùn)滑膜比較薄,起不到隔離脫模劑的效果,所以,黏度是首先關(guān)注的一個(gè)主要指標(biāo)。研究水溶性好的幾種成膜劑對(duì)脫模劑黏度的影響(圖1),根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工的經(jīng)驗(yàn),C、D、E、F、J的黏度合適。
圖1 不同成膜劑對(duì)黏度的影響
脫模性能是脫模劑施工過(guò)程中最主要的性能,脫模劑的質(zhì)量由脫模效果的好壞來(lái)體現(xiàn),在施工過(guò)程中應(yīng)順利脫模,保證混凝土棱角完整無(wú)缺、光滑。研究黏度合適的幾種聚合物的脫模效果(圖2),并計(jì)算模具上的黏附量。可以看出,D、E、F的脫模效果較好,混凝土黏附量符合JC/T 949—2005《混凝土制品用脫模劑》的要求。
圖2 不同成膜劑的脫模效果
混凝土施工過(guò)程中鋼模具大多數(shù)露天堆放,為了使模具不受周圍介質(zhì)(如空氣、水分、手汗等)腐蝕,脫模劑應(yīng)對(duì)鋼具無(wú)銹蝕危害,同時(shí)具有一定的防銹性,能起到防銹和保護(hù)鋼模具的作用。本次試驗(yàn)的D、E、F這幾種成膜劑防銹性能均良好。
脫模劑涂在模具上,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間在模具表面成膜,干燥后再澆筑混凝土才能保證脫模效果。所以干燥時(shí)間直接影響著現(xiàn)場(chǎng)施工的效率。D、E、F的干燥時(shí)間分別為30、42、35 min。可以看出這幾種成膜劑的干燥成膜時(shí)間相當(dāng),都符合JC/T 949—2005《混凝土制品用脫模劑》的要求,其中D的干燥成膜時(shí)間最短。
對(duì)用D作為成膜劑的脫模劑在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明,該脫模劑現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用良好,模具上幾乎沒(méi)有混凝土黏附量。
1)聚馬來(lái)酸酐、聚季銨鹽和聚乙二醇系列在水中的溶解性較好。
2)以聚乙二醇10 000、聚乙二醇12 000和聚季銨鹽為成膜劑的脫模劑黏度、脫模性能、防銹性能和干燥時(shí)間均符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。
3)以聚乙二醇10 000為成膜劑的脫模劑在現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證中效果良好。