專利名稱：塑性混凝土用水分蒸發抑制劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及混凝土領域，特別涉及一種含蠟的水分散體系或在有機溶劑中的自乳化溶液以低濃度的形式噴灑在塑性混凝土表面以減少水分蒸發的塑性混凝土用水分蒸發抑制劑。
背景技術：
在混凝土現場施工的過程中，常常遇到混凝土表面快速干燥的狀況，例如高原混凝土和/或環境溫度高，濕度低，高風速，陽光直射，外部環境溫度寒冷而內部產生巨大熱量的混凝土，大面積攤鋪的混凝土(機場道面)等等。在上述情況下，混凝土表面的水蒸發速率高于混凝土的泌水速率，混凝土表面易塑性收縮開裂、結殼、發粘，表面以下呈海綿狀結構。大風一吹，還出現嚴重的“起灰”現象。更為嚴重的情況是，混凝土表面迅速干燥，連抹面也無法進行，嚴重地影響到施工進程和工程質量。因此，如何減少混凝土表面的水分蒸發，保持混凝土表面的塑性狀態是某些施工中不得不解決的問題，如果在塑性混凝土表面灑水來補充過多蒸發掉的水分的話，會造成混凝土表面的水灰比增大，導致混凝土表面結構疏松、強度偏低造成混凝土表面起粉。如果鋪草袋、塑料薄膜來保持混凝土表面的塑性，很容易在混凝土表面著色，破壞混凝土表面。且上述方法費時、費工，資源浪費嚴重，效果往往不佳。
發明內容
本發明的要解決就是工程中混凝土表面快速干燥的問題，提供了一種省工、省時、節水、成本低廉的塑性混凝土用表面蒸發抑制劑。
本發明由下列原料按下述重量比配制而成10～50％的蠟或蠟的混合物；2～35％的非離子和/或陰離子乳化劑；19.5～81％的水和/或由沸點為60-320℃的烴或酯或酮類組成的有機溶劑；0～16％的助劑。
所述助劑包括成膜助劑、流平劑、增塑劑、潤濕劑、水溶助長劑、顏料或染料，粘度調節劑、泡沫控制劑、防腐劑、以及中和用的胺或堿中的一種或一種以上，助劑為一種以上時可以任何重量比混合。
前述非離子和陰離子乳化劑同時使用時也可以任何比例混合。
本發明的各組成成份有以下兩個較佳的重量配比(1)15～40％的石蠟或熔點為35至80℃的石蠟的混合物；6～20％的非離子和/或陰離子乳化劑；35～81％的水和/或由沸點為60-320℃的烴或酯或酮類組成的有機溶劑的一種；0～6.5％的助劑。
前述各組成原料更好的重量配比為15～40％的石蠟或由熔點為35-70℃的石蠟組成的混合物、或熔點為50～90℃有微晶石蠟的混合物，其中石蠟在混合物中的比例至少為30％；6～20％(最好為6～14％)的非離子乳化劑，其中非離子乳化劑至少占該乳化劑的50％；35～81％的水；0～8％的二甲苯或環己酮或沸點為145至210℃的汽油餾分或沸點為70至320℃的酯；0～2％的水溶助長劑。
上述石蠟基本上由鏈長為C20-C40直鏈烴組成，其平均分子量為280～560。這種類型的石蠟的凝固點為30～70℃。為了保證在較高的空氣溫度下也能達到抑制蒸發的效果，可以有目的的使凝固點不同的石蠟與微晶蠟結合使用，如結合使用則石蠟的含量必須至少占總混合蠟的30％。
微晶蠟主要由帶側鏈的環烷烴組成，此外還含有異構烷烴和少量其他脂肪及芳香烴。分子中所有單個組分均含有30～60個碳原子，蠟的平均分子量為580～700，凝固點為40～70℃。
(2)15～50％的含有酸值為10至95mgKOH/g蠟的蠟組成的蠟混合物；6～20％的非離子和/或陰離子乳化劑；19.5～81％的水和/或由沸點為70～280℃的烴或酯或酮類組成的有機溶劑的一種；0～5.0％的胺或堿。
上述15～50％的含有酸值為10至95mgKOH/g蠟的蠟組成的蠟混合物由天然或合成石蠟或微晶石蠟與滴點為95～140℃的氧化聚乙烯蠟或凝固點為60～90℃且酸值為10～95mgKOH/g蠟的氧化石蠟或含有酯鍵的蠟按任意比例混合而成。對各成份的具體要求如下A.天然或合成石蠟或微晶石蠟，其凝固點與較佳配比1中的所描述的范圍相同內。例如，地蠟、石油精鎦得到的石蠟、石油殘渣中的微石蠟或費-托合成法制得的合成蠟。
B.滴點為95～140℃的氧化聚乙烯蠟，如由聚乙烯部分氧化得到的蠟，其酸值最好應在10～70mgKOH/g蠟。
C.凝固點為60～90℃且酸值為10～95mgKOH/g蠟的氧化石蠟，它仍由石蠟部分氧化制得。
D.含有酯鍵的蠟，最好應取自自然資源。例如原地蠟或精制過的地蠟，植物蠟，如巴西棕櫚蠟，或蟲蠟，如蟲膠蠟。這些酯蠟的滴點為75～100℃。以酸值為10～95mgKOH/g蠟的非皂化形式存在。
本發明所述的乳化劑為非離子表面活性劑或表面活性劑混合物。例如可用高級脂肪酸的脫水山梨糖醇酯和長鏈烷基苷以及氧化烯烴與高級直鏈單功能和多功能醇、烷基酚、長鏈羧酸、羧酰胺和C10～C21的羥基脂肪酸加成物以及與脂肪甘油或脫水山梨糖醇酯和長鏈烷基苷的加成物。最好采用2～50ml環氧乙烷與長鏈的特別是伯醇的加成物和環氧乙烷與C12～C18的脂肪酸的加成物，或上述加成物任意比例的混合物。
這些分散體系的進一步穩定可以通過陰離子乳化劑取代部分非離子乳化劑來獲得。適合的陰離子乳化劑有堿金屬、銨、胺和堿土金屬的長鏈烷基硫酸鹽，磺酸鹽和磷酸偏酯。
本發明所使用的乳化劑總量為蒸發抑制劑總量的2～35％，最好為4～14％。如果含有陰離子乳化劑，其含量最好至少為蒸發抑制劑固體總量的1％，非離子乳化劑的含量至少為乳化劑總量的50％。
本發明所述的0～16％的助劑包括成膜助劑、流平劑、增塑劑、潤濕劑、水溶助長劑、顏料或染料，粘度調節劑、泡沫控制劑、防腐劑、以及中和用的胺或堿中的一種或一種以上，助劑為一種以上時可以任何重量比混合。其中水溶助長劑最好是芳香族磺酸的非表面活化鹽，成膜助劑最好為二乙二醇單丁醚、二丙二醇甲醚、乙二醇苯醚、丙二醇苯醚或其混合物，流平劑為磷酸三丁氧基乙酯，潤濕劑為氟碳表面活性劑。
本發明可以作為由蠟和乳化劑組分溶于有機溶劑的形式存在。這樣的溶液對溫度是穩定的，并且可以儲藏。當與水調至使用濃度的噴灑混合物一起攪拌形成分散體時，在正常的操作條件下，具有較高的熱穩定性。
但是，最好使用各類蒸發抑制劑的濃縮水分散體系，因為這樣可在無溶劑或缺少溶劑時容易用水稀釋至合適的濃度。對于高沸點蠟混合物較適合的方法是將熔融的蠟混合物與乳化劑和有機溶劑(也可無有機溶劑)攪和在一起，再與加熱至50至100℃的水攪拌混合，然后快速冷卻。這種分散體具有很好的溫度和儲存穩定性，使其在高溫環境中也能使用。
大面積噴灑混合物可用飛機施用極細的噴霧，但對較小的面積則可采用手提式或可運行的裝置噴灑。
由于其中的蠟的混合物特別適合于具體的應用條件，本發明對于減少塑性混凝土表面的水分蒸發特別有效。
本發明用含蠟的水分散體系或在有機溶劑中的自乳化液形式并與其它助劑混合以低濃度方法噴灑在未初凝的塑性混凝土表面，以達到減少混凝土表面水分蒸發的作用。此法不受施工場地、構件形狀和部位的限制，施工方便，既能保證工程質量，又可節省勞動力，節約用水，改善施工條件，為后續施工工作及早提供工作面從而加快工程進度，具有較好的技術經濟效果。此外，本發明的使用除了因為控制水分的快速蒸發而產生的整體質量的提高外，混凝土強度(早期和后期)，耐磨性和耐久性都不改變。對于表面層上再次處理的情況，表面粘接性能不受影響。并且在大多數情況下能減少或者消除混凝土表面的塑性收縮開裂和因大風引起的混凝土表面起殼現象。并且該方法在以往文獻里未見報道，在國內也未曾有人使用。
本發明在混凝土抹面的過程中使用，用以保持混凝土表面的塑性狀態，該工序要先于混凝土的養護工序，因此，本發明不是一種混凝土養護產品，而是一種混凝土抹面助劑。
圖1是本發明實施例1在圖例條件下的蒸發曲線與同條件下空白試塊蒸發曲線的對比圖。
具體實施例方式
實施例1一種半透明狀水乳液型塑性混凝土用水蒸發抑制劑，該抑制劑的配方為水60.8％石蠟，熔點56℃(GB/T2539)25％2mol環氧乙烷加成的脂肪族醇C12-C182.5％15mol環氧乙烷加成的硬脂醇3％石油磺酸鹽，鈉鹽2.7％氟碳表面活性劑(1％重量)(Zonyl Fsp，杜邦公司制造)1.0％乙二醇苯醚3.5％磷酸三丁氧基乙酯1.5％
實施例2一種半透明狀水乳液型塑性混凝土用水蒸發抑制劑，該抑制劑的配方為水52.5％石蠟，熔點50-52℃(GB/T2539)15％微晶石蠟，熔點67-72℃(GB/T8026)15％20mol環氧乙烷加成的油醇/鯨蠟醇6％15mol環氧乙烷加成的硬脂醇3％十二烷基苯磺酸鈉1.5％氟碳表面活性劑(1％重量)(Zonyl Fsp，杜邦公司制造)1.0％二乙二醇單甲醚4.5％磷酸三丁氧基乙酯1.5％實施例3一種半透明狀水乳液型塑性混凝土用水蒸發抑制劑，該抑制劑的配方為水54.5％石蠟，熔點30-35℃15％氧化聚乙烯蠟，熔點100～105℃，酸值23～28 10％12mol環氧乙烷加成的脂肪族醇C12-C1810％異丙苯磺酸鈉2.0％辛醇硫酸鹽2.5％二乙二醇單甲醚2.5％丙二醇苯醚3.5％實施例4一種半透明狀水乳液型塑性混凝土用水蒸發抑制劑，該抑制劑的配方為水48％石蠟，熔點50-54℃(GB/T2539)12％氧化聚乙烯蠟，熔點108-110℃，酸值20-30 20％15mol環氧乙烷加成的油酸10％2mol環氧乙烷加成的椰子油醇5％
二乙醇胺0.5％石油磺酸鹽，鈉鹽1.5％氟碳表面活性劑(1％重量)(Zonyl Fsp，杜邦公司制造)1.5％磷酸三丁氧基乙酯1.5％實施例5一種半透明狀水乳液型塑性混凝土用水蒸發抑制劑，該抑制劑的配方為二甲苯62％石蠟，熔點56℃(GB/T2539)10％氧化聚乙烯蠟，熔點108-110℃，酸值20-30 10％2mol環氧乙烷加成的脂肪族醇C12-C188％2mol環氧丙烷和11mol環氧乙烷加成的脂肪族醇C16-C186.5％十二烷基硫酸鈉2.5％氟碳表面活性劑(1％重量)1.0％實施例6一種半透明狀水乳液型塑性混凝土用水蒸發抑制劑，該抑制劑的配方為水63.0％石蠟，熔點56-60℃(GB/T2539)10％地蠟，熔點82-88℃，酸值20～25 3％十二烷基糖苷6.5％15mol環氧乙烷加成的硬脂醇10％二乙醇胺0.5％氟碳表面活性劑(1％重量)1.0％二乙二醇單甲醚2.5％二丙二醇甲醚2.5％磷酸三丁氧基乙酯1.0％實施例7一種半透明狀水乳液型塑性混凝土用水蒸發抑制劑，該抑制劑的配方為
水59.7％石蠟，熔點50-52℃(GB/T2539)25％氧化聚乙烯蠟，熔點108-110℃，酸值20-30 2.5％2mol環氧乙烷加成的油醇3％6mol環氧乙烷加成的脂肪族醇C12-C143.5％12mol環氧乙烷加成的硬脂醇2.5％C16-C18烷基磺酸鹽，鈉鹽2.0％二乙醇胺0.1％異丙苯磺酸鈉1.5％防腐劑0.2％實施例8一種半透明狀水乳液型塑性混凝土用水蒸發抑制劑，該抑制劑的配方為水56％石蠟，熔點56-60℃(GB/T2539)30％6mol環氧乙烷加成的硬脂醇8％12mol環氧乙烷加成的硬脂醇2％10mol環氧乙烷加成的脂肪醇醚磷酸鈉(C12-C18)3％磷酸三丁氧基乙酯1.0％實施例9一種半透明狀水乳液型塑性混凝土用水蒸發抑制劑，該抑制劑的配方為二甲苯55.0％石蠟，熔點40-42℃(GB/T2539)30％15mol環氧乙烷加成的油酸8％石油磺酸鹽，鈉鹽7％實施例10一種半透明狀水乳液型塑性混凝土用水蒸發抑制劑，該抑制劑的配方為
水55％石蠟，熔點40-42℃ 35％5mol環氧乙烷加成的油醇/鯨蠟醇10％實施例11一種半透明狀水乳液型塑性混凝土用水蒸發抑制劑，該抑制劑的配方為水55.5％石蠟，熔點30-35℃ 15％聚乙烯蠟，熔點108-110℃，酸值25-30 16％2mol環氧乙烷加成的脂肪族醇C12-C183.5％3mol環氧丙烷和10mol環氧乙烷加成的脂肪族醇C16-C186.5％二乙醇胺2.5％氟碳表面活性劑(1％重量)1.0％實施例12一種半透明狀水乳液型塑性混凝土用水蒸發抑制劑，該抑制劑的配方為水54.5％礦油精 沸點180-210℃ 4.0％石蠟，熔點56-60℃(GB/T2539)25％十二烷基糖苷6.5％6mol環氧乙烷加成的脂肪醇5.0％12mol環氧乙烷加成的硬脂醇3.0％氟碳表面活性劑(1％重量)1.0％磷酸三丁氧基乙酯1.0％實施例13一種半透明狀水乳液型塑性混凝土用水蒸發抑制劑，該抑制劑的配方為礦油精 沸點145-200℃ 62％石蠟，熔點38-40℃ 20％
8mol環氧乙烷加成的油酸8％十二烷基苯磺酸鈉7.5％二乙二醇單甲醚2.5％實施例14一種半透明狀水乳液型塑性混凝土用水蒸發抑制劑，該抑制劑的配方為水60.0％石蠟，熔點56-60℃(GB/T2539)30％2mol環氧乙烷加成的脂肪醇2.0％6mol環氧乙烷加成的脂肪醇6.0％15mol環氧乙烷加成的脂肪醇2.0％以下為本發明的性能情況其中主要原材料、混凝土配合比及試驗方法原材料水泥京陽水泥廠生產京陽425R.P.II型水泥砂細度模數為2.6的中砂。
石子南京六合產玄武巖，壓碎指標為2.5％，粒經為5-20mm的碎石。
混凝土配合比水泥 砂 大石子 小石子3.45∶6.8∶10.08∶6.72在配制混凝土時，水泥、砂、石材料按以上配合比進行稱量，加水量則以控制水灰比為40％為標準。表面未噴涂蒸發抑制劑的混凝土稱為基準混凝土。
實驗方法參照ASTM-C156，試模選用四邊方型，上口300mm×150mm，下底面295×145mm，內高50mm，上口邊緣寬10mm的鐵模。
將上述配方的塑性混凝土用蒸發抑制劑，在混凝土制件成型摸面到初凝之間這段時間使用，在該時間段，混凝土仍處于塑性狀態，將實驗樣稀釋成0.32％濃度，稱取9ml，噴涂在0.045m2試件表面，在同樣的環境條件下，比較噴涂蒸發抑制劑與未噴涂蒸發抑制劑混凝土試樣在初凝時的水蒸發量，計算減少水分蒸發的比率
實驗條件外加劑(JM-B，13.8g)，溫度(38-40℃)，相對濕度(33-35％)，風速(5m/s)。
權利要求
1.一種塑性混凝土用水分蒸發抑制劑，其特征在于由下列原料按下述重量比配制而成10～50％的蠟或蠟的混合物；2～35％的非離子和/或陰離子乳化劑；19.5～81％的水和/或由沸點為60-320℃的烴或酯或酮類組成的有機溶劑；0～16％的助劑。
2.如權利要求1所述的塑性混凝土用水分蒸發抑制劑，其特征在于所述助劑包括成膜助劑、流平劑、增塑劑、潤濕劑、水溶助長劑、顏料或染料，粘度調節劑、泡沫控制劑、防腐劑、以及中和用的胺或堿中的一種或一種以上，助劑為一種以上時可以任何重量比混合。
3.如權利要求1所述的塑性混凝土用水分蒸發抑制劑，其特征在于所述乳化劑的含量為4～14％。
4.如權利要求1所述的塑性混凝土用水分蒸發抑制劑，其特征在于所述乳化劑含有陰離子乳化劑時，其含量至少為乳化劑總量的1％，非離子乳化劑的含量至少為乳化劑總量的50％。
5.如權利要求1至4任意一項所述的塑性混凝土用水分蒸發抑制劑，其特征在于各組成原料的重量比為15～40％的石蠟或熔點為35至80℃的石蠟的混合物；4～20％的非離子和/或陰離子乳化劑；35～81％的水和/或由沸點為60-320℃的烴或酯或酮類組成的有機溶劑的一種；0～10％的助劑。
6.如權利要求5任意一項所述的塑性混凝土用水分蒸發抑制劑，其特征在于所述石蠟基本上由鏈長為C20-C40直鏈烴組成，其平均分子量為280～560，其凝固點為30～70℃。
7.如權利要求5所述的塑性混凝土用水分蒸發抑制劑，其特征在于各組成原料的重量比為15～40％的石蠟或由熔點為35-70℃的石蠟組成的混合物、或熔點為50～90℃有微晶石蠟的混合物，其中石蠟在混合物中的比例至少為30％；4～20％的非離子乳化劑，其中非離子乳化劑至少占該乳化劑的50％；35～81％的水；0～8％的二甲苯或環己酮或沸點為145至210℃的汽油餾分或沸點為70至320℃的酯；0～2％的水溶助長劑。
8.如權利要求7所述的塑性混凝土用水分蒸發抑制劑，其特征在于微晶蠟分子中所有單個組分均含有30～60個碳原子，蠟的平均分子量為580～700，凝固點為40～70℃。
9.如權利要求7所述的塑性混凝土用水分蒸發抑制劑，其特征在于非離子乳化劑的重量比最好為6～14％。
10.如權利要求1至4任意一項所述的塑性混凝土用水分蒸發抑制劑，其特征在于各組成原料的重量比為15～50％的含有酸值為10至95mgKOH/g蠟的蠟組成的蠟混合物；6～20％的非離子和/或陰離子乳化劑；19.5～81％的水和/或由沸點為70-280℃的烴或酯或酮類組成的有機溶劑的一種；0～11.5％的助劑。
11.如權利要求10所述的塑性混凝土用水分蒸發抑制劑，其特征在于所述的15～50％的含有酸值為10至95mgKOH/g蠟的蠟組成的蠟混合物由天然或合成石蠟或微晶石蠟與滴點為95～140℃的氧化聚乙烯蠟或凝固點為60～90℃且酸值為10～95mgKOH/g蠟的氧化石蠟或含有酯鍵的蠟混合而成。
12.如權利要求11所述的塑性混凝土用水分蒸發抑制劑，其特征在于所述的天然或合成石蠟是指單一熔點的石蠟或熔點為35至80℃的石蠟的混合物。
13.如權利要求11所述的塑性混凝土用水分蒸發抑制劑，其特征在于所述的滴點為95～140℃的氧化聚乙烯蠟的酸值最好應在10～70mgKOH/g蠟。
全文摘要
一種塑性混凝土用水分蒸發抑制劑，由下列原料按下述重量比配制而成10～50％的蠟或蠟的混合物；2～35％的非離子和/或陰離子乳化劑；19.5～81％的水和/或由沸點為60－320℃的烴或酯或酮類組成的有機溶劑；0～16％的助劑。將本發明噴灑在未初凝的塑性混凝土表面，可以起到減少混凝土表面水分蒸發的作用。本發明的使用不受施工場地、構件形狀和部位的限制，施工方便，既能保證工程質量，又可節省勞動力，節約用水，改善施工條件，加快工程進度，而且對混凝土強度、耐磨性和耐久性都不改變。在表面層上再次處理時其表面粘接性能也不受影響。并且能減少或者消除混凝土表面的塑性收縮開裂和因大風引起的混凝土表面起殼現象。
文檔編號C04B103/46GK1800074SQ20061003767
公開日2006年7月12日 申請日期2006年1月9日 優先權日2006年1月9日
發明者丁寅, 劉加平, 繆昌文, 周偉玲 申請人:江蘇博特新材料有限公司