水性脱模剂对混凝土外观气泡影响的研究

文摘 2024-10-08 07:04 河南

0引言

在混凝土工程施工中，混凝土构件表面经常出现蜂窝麻面、缺角、露筋等问题，不仅影响混凝土的表观效果，甚至会影响混凝土的内在质量及耐久性。使用脱模剂可有效减小混凝土与模板之间的吸附力，减少甚至避免混凝土构件表面上的上述问题，从而有效保护混凝土构件免遭外界物理、化学因素的侵蚀破坏。

传统的脱模剂多是机油或废机油。此类脱模剂虽然脱模较好，但不利混凝土表层排气，易留下气孔，影响表面平整、光滑，而且混凝土硬化拆模后，常常有油斑，影响了混凝土表面的美观。而通过不同HLB值的乳化剂在高速乳化的方式制备的水性混凝土脱模剂由于其不形成碳化物残留、无烟雾污染、使用安全及降低环境污染等优势受到了很多关注。

但是大家目前关于水性脱模剂的研究主要集中于乳液稳定性，对混凝土与模板界面的润滑性能、脱模性能以及对混凝土表面气孔的定性观察方面。随着计算机技术的发展，图像处理技术已应用于混凝土表面气孔的研究，可以定量分析表面气孔的影响因素。

本文通过数字图像和图像处理方法对比研究了植物油及其制成的水性脱模剂在不同振动时间和不同模板上对混凝土表面气孔的影响，对以后的工程上脱模剂的选择给予一定的指导。

1试验

1.1试验材料

菜籽油（四级）；乳化剂山梨醇酐单油酸酯（Span80，分析纯）；聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯（TW80，分析纯）；水泥：海螺P·042.5普通硅酸盐水泥；粉煤灰：凌云Ⅱ级粉煤灰；砂：机制砂，细度模数2.7；石子：粒径为5～25mm的卵石破碎；水：普通自来水。水泥与粉煤灰主要化学成分如表1所示，砂的筛分级配如表2所示。减水剂选用GK-3000高效聚羧酸减水剂（石家庄长安育才建材有限公司生产）。

1.3脱模剂的制备和稳定性测试

用电子天平称取Span80、Tw80依次缓慢加人已称好的菜籽油中，以1000r/min的速度进行搅拌。然后将去离子水缓慢地加人油溶液中，加完后继续搅拌一定时间，最终得到水性脱模剂。

将制备的水性脱模剂密封静置，分别在24、48h、7d和30d后观察乳液是否分层。

1.4混凝土配合比及成型工艺参数

混凝土配合比及成型工艺见表3。混凝土用强制搅拌机搅拌2min，控制混凝土的落度为230mm，扩展度为500mm。装入分别涂有菜籽油和水性脱模剂的模具中，经振动台振动后，放入养护间固化48h脱模。脱模后，清理混凝土表面，拍摄混凝土侧面照片，经过图像处理技术处理后，得到混凝土表面上的气孔面积与混凝土表面总面积比率和气孔尺寸分布。

2结果与讨论

2.1水性脱模剂的稳定性

稳定性是水性脱模剂的一项重要指标，稳定性差的脱模剂不耐储存与运输，且在模板表面分布不均匀，严重影响混凝土外观及模具的使用寿命。由表4可以看出，水性脱模剂在24、48h、7d和30d均没有出现分层现象，都比较均匀稳定，说明制备的水溶性脱模剂稳定性较好。

2.2脱模剂对混凝土表观气泡的影响

图1给出了不同脱模剂涂覆在钢模板后，混凝土气孔面积占总面积百分比随振动时间的变化趋势。图2显示了不同振动时间下，混凝土气孔尺寸分布的情况。由图1可以看出，使用水性脱模剂脱模的混凝土的表面气孔要少于菜籽油。

由图2可以看出，对于两种脱模剂，混凝土总气孔面积的降低，主要是由于5mm以上大气孔的数量的降低。这说明将油性脱模剂乳化变为水性脱模剂后，能够有效降低混凝土表面气孔，尤其是大尺寸气孔的数量。这是由于油类脱模剂在模板表面成膜较厚，黏度高，气泡不易排出，容易在混凝土表面形成大量气泡空洞；乳液类水性脱模剂表面张力低，可降低气泡表面张力，有利于气泡的排出。此外，图1～2也可以看出随振动时间的增加，混凝土的气孔面积占混凝土表观总面积百分比逐渐降低，而且大气孔的数量明显降低。说明延长振动时间可以帮助混凝土气泡排出，有利于减少混凝土表面的气孔，尤其是大气孔。

由图3可以看出，对于不同模板，使用水性脱模剂脱模的混凝土的表面气孔要少于菜籽油。由图4可以看出，在不同模板上，水性脱模剂相对于油类脱模剂，也更能降低混凝土表面的大气泡，使混凝土表面气孔更少。这说明水性脱模剂涂覆在不同模板表面，都能够有效降低混凝土表面气孔，尤其是大尺寸气孔的数量。此外，钢模板和塑料模板脱模的混凝土表面气孔面积都较小，木模则更大，从气孔尺寸分布可以看出，木模板脱模的混凝土表面大气泡所占比例更高，而且气孔的最大孔径明显更大一些。这是由于木模板表面粗糙多孔，积聚的自由水和气泡难以漂浮，因此，混凝土表面的气泡增多。钢模板和塑料模板表面光滑，在振动过程中，气泡和游离水容易沿着钢模板与混凝土表面的界面排出，因此，混凝土表面相对较好。

3结论

本文研究分析了植物油及其制成的水性脱模剂在不同振动时间和不同模板上对混凝土表面气孔的影响，结果表明：在不同条件下，相较于油性脱模剂，水性脱模剂都能够有效减少混凝土表面气孔，尤其是大尺寸气孔的数量。此外，延长振动时间，选用表面光滑的模板也能有效降低混凝土表面气孔（来源：《四川建材》2024.08）

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