混凝土混凝剂及其制备方法和应用与流程

本发明涉及缓凝剂技术领域，特别是涉及一种混凝土缓凝剂及其制备方法和应用。

背景技术：

混凝土缓凝剂是一种能推迟水泥水化反应，从而延长混凝土的凝结时间的外加剂。混凝土缓凝剂可使新搅拌的混凝土在较长时间内保持塑性进而方便浇筑和提高施工效率，或可作用于混凝土的表面便于形成露骨料混凝土。

目前混凝土缓凝剂按其化学成分可分为无机缓凝剂和有机缓凝剂两大类。然而其在用于混凝土的特定位置延长凝结时间或混凝土形成露骨料表面时，缓凝剂容易渗透到周边或混凝土的内部，进而导致周边的凝结时间也延长或形成的露骨料混凝土的效果不佳的问题。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种适用于混凝土特定位置延长凝结时间或混凝土形成露骨料表面的混凝土缓凝剂及其制备方法和应用。

一种混凝土缓凝剂，包括以下组分：缓凝主体、主溶剂、乳化剂、催干剂和增稠剂；所述缓凝主体为碳五树脂和松香酸甲酯的混合物；所述主溶剂为二甲苯、二氯乙烯、三氯乙烯和乙二醇乙醚中的至少一种。

上述混凝土缓凝剂，以碳五树脂和松香酸甲酯的混合物为缓凝主体，加入主溶剂使得混凝土缓凝剂为液相体系，以保证混凝土缓凝剂涂覆在混凝土表面时的均匀性，加入乳化剂使缓凝主体能充分溶于溶剂中，进而得到均相的混凝土缓凝剂。加入催干剂和增稠剂以降低混凝土缓凝剂的流动性，进而实现混凝土缓凝剂对混凝土特定位置的缓凝作用。松香酸甲酯遇水分解为松香酸，而松香酸会促使钙离子以游离态存在，进而延长碱性的混凝土的凝结时间，达到缓凝效果。其次该缓凝主体为中性，其制备不存在酸性或碱性试剂腐蚀设备的问题。且只有在混凝土缓凝剂与混凝土接触的位置，松香酸甲酯才与混凝土中的水分反应发生分解，此外常温下碳五树脂为固态粉末状，松香酸甲酯为液态，将碳五树脂和松香酸甲酯混合，以使碳五树脂作为松香酸甲酯的载体，进而在降低松香酸甲酯的流动性同时提高松香酸甲酯在混凝土缓凝剂中的均匀性，进而能够使混凝土缓凝剂用于混凝土特定位置延长凝结时间或混凝土形成露骨料表面。

在其中一个实施例中，所述混凝土缓凝剂还包括助溶剂，所述助溶剂为丙三醇和环己酮中的至少一种。

在其中一个实施例中，在所述混凝土缓凝剂中按重量份数计，缓凝主体为20～35份，主溶剂为40～60份，乳化剂为1～5份，催干剂为0.1～0.5份，增稠剂为5～10份，助溶剂为0.7～10份。

在其中一个实施例中，按重量份数计，所述混凝土缓凝剂还包括0.4～1份的流平剂，所述流平剂为纤维素醚。

在其中一个实施例中，按重量份数计，所述混凝土缓凝剂还包括不超过15份的填料，所述填料为石英砂、滑石粉和重钙粉中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述催干剂为钴催干剂和锰催干剂中的至少一种。

混凝土缓凝剂的制备方法，包括以下步骤：

将所述缓凝主体、所述溶剂和所述乳化剂混合均匀，再与所述催干剂和所述增稠剂混合均匀，得到所述混凝土缓凝剂。

上述混凝土缓凝剂在混凝土表面形成图形中的应用。

上述混凝土缓凝剂应用于混凝土表面形成图形，混凝土缓凝剂对特定位置良好的缓凝作用，形成的图形准确，效率高。

在其中一个实施例中，包括以下步骤：将所述混凝土缓凝剂涂覆于底模，再将图形层模板形成于涂覆有所述混凝土缓凝剂的所述底模上并使所述底模露出部分表面；

在形成有所述图形层模板的所述底模上形成混凝土层，除去所述底模和所述图形层模板；

将所述混凝土层的表面进行水洗以形成露骨料表面，所述混凝土层的表面与所述图形层模板对应的位置固化形成图形。

附图说明

图1为一实施例的混凝土缓凝剂的制备方法的流程图；

图2为一实施例的混凝土缓凝剂在混凝土表面形成图形中的应用的流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

本发明一实施例的混凝土缓凝剂，包括以下组分：缓凝主体、主溶剂、乳化剂、催干剂和增稠剂。

其中缓凝主体为碳五树脂(即C5树脂)和松香酸甲酯的混合物。优选的，碳五树脂和松香酸甲酯的质量比例为5～20:1。

松香酸甲酯遇水分解为松香酸，而松香酸会促使钙离子以游离态存在，进而延长碱性的混凝土的凝结时间，达到缓凝效果。其次该缓凝主体为中性，其制备工艺不存在酸性或碱性试剂腐蚀设备的问题。且只有在混凝土缓凝剂与混凝土接触的位置，松香酸甲酯才与混凝土中的水分反应发生分解，此外常温下碳五树脂为固态粉末状，松香酸甲酯为液态，将碳五树脂和松香酸甲酯混合，以使碳五树脂作为松香酸甲酯的载体，进而在降低松香酸甲酯的流动性同时提高松香酸甲酯在混凝土缓凝剂中的均匀性，进而能够使混凝土缓凝剂用于混凝土特定位置延长凝结时间或混凝土形成露骨料表面。

其中主溶剂为二甲苯、二氯乙烯、三氯乙烯和乙二醇乙醚中的至少一种。加入溶剂使得混凝土缓凝剂为液相体系，以保证混凝土缓凝剂涂覆在混凝土表面时的均匀性。溶剂为非水溶剂，以避免缓凝主体遇水提前分解。

乳化剂的作用是使缓凝主体能充分溶于溶剂中，进而得到均相的混凝土缓凝剂。优选的，乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种。具体的，脂肪醇聚氧乙烯醚的化学式为R-O-(CH₂CH₂O)_nH(R＝C_12～18,n＝15～16)。

加入催干剂可加快液相体系中溶剂的挥发，使混凝土缓凝剂涂覆后能快速硬化，从而避免对混凝土的特定位置延长凝结时间或混凝土形成露骨料表面时，混凝土缓凝剂容易渗透到周边或混凝土的内部导致周边的凝结时间也延长或形成的露骨料混凝土的效果不佳的问题，同时也提高了缓凝主体与混凝土中水的结合速度，实现了对特定位置的缓凝作用。优选的，催干剂为钴催干剂和锰催干剂中的至少一种。

加入增稠剂是为了调节混凝土缓凝剂的粘度，降低混凝土缓凝剂的流动性，进而实现对混凝土特定位置的缓凝作用。优选的，增稠剂为气相二氧化硅。气相二氧化硅具有粒度小、安全无毒和化学性质稳定等优点。此外，添加气相二氧化硅还能对有机颜料进行表面改性处理，不但能提高颜料耐光、耐热、耐溶剂和抗老化性能，而且亮度、色调和饱和度也均出现一定程度的提高。

在其中一个实施例中，混凝土缓凝剂还包括助溶剂。所述助溶剂为丙三醇和环己酮中的至少一种。所述助溶剂能增加缓凝主体在主溶剂中的溶解度，进一步提高混凝土缓凝剂的均匀性。

优选的，在其中一个实施例中，在混凝土缓凝剂中按重量份数计，缓凝主体为20～30份，溶剂为40～60份，乳化剂为1～5份，催干剂为0.1～0.5份，增稠剂为5～10份，助溶剂为0.7～10份。更优选的，在混凝土缓凝剂中按重量份数计，缓凝主体为25～30份，溶剂为50～60份，乳化剂为1～4份，催干剂为0.1～0.3份，增稠剂为5～9份，助溶剂为2～9份。

在其中一个实施例中，按重量份数计，混凝土缓凝剂还包括0.4～1份的流平剂，流平剂为纤维素醚。流平剂能提高混凝土缓凝剂的流平性和均匀性，还可改善混凝土缓凝剂的渗透性，进一步提高混凝土缓凝剂对混凝土特定位置的缓凝效果。更优选的，流平剂为羟甲基纤维素醚。

在其中一个实施例中，按重量份数计，混凝土缓凝剂还包括不超过15份的填料。填料填充于各组分之间，有利于组分的分散，提高缓凝主体的比表面积，进而提高混凝土缓凝剂的缓凝效果。

优选的，填料为石英砂、滑石粉和重钙粉(即重质碳酸钙)中的至少一种。更优选的，石英砂为325目石英砂，滑石粉为800目滑石粉，重钙粉为1250目重钙粉。其中以325目石英砂为例，为粒径能通过325目目筛的石英砂。更优选的，填料为石英砂和滑石粉两种时，石英砂和滑石粉的质量比为1：1。

在其中一个实施例中，按重量份数计，混凝土缓凝剂还包括1～4份的颜料。加入颜料从而可调节混凝土缓凝剂的颜色，其可对混凝土进行调色。可以理解，颜料可为有机颜料或无机颜料。优选的，颜料为无机颜料，如铁红、铅铬黄等等。

上述混凝土缓凝剂，以碳五树脂和松香酸甲酯的混合物为缓凝主体，加入主溶剂使得混凝土缓凝剂为液相体系，以保证混凝土缓凝剂涂覆在混凝土表面时的均匀性，加入乳化剂使缓凝主体能充分溶于溶剂中，进而得到均相的混凝土缓凝剂。加入催干剂和增稠剂以降低混凝土缓凝剂的流动性，进而实现混凝土缓凝剂对混凝土特定位置的缓凝作用。松香酸甲酯遇水分解为松香酸，而松香酸会促使钙离子以游离态存在，进而延长碱性的混凝土的凝结时间，达到缓凝效果。其次该缓凝主体为中性，其制备不存在酸性或碱性试剂腐蚀设备的问题。且只有在混凝土缓凝剂与混凝土接触的位置，松香酸甲酯才与混凝土中的水分反应发生分解，此外常温下碳五树脂为固态粉末状，松香酸甲酯为液态，将碳五树脂和松香酸甲酯混合，以使碳五树脂作为松香酸甲酯的载体，进而在降低松香酸甲酯的流动性同时提高松香酸甲酯在混凝土缓凝剂中的均匀性，进而能够使混凝土缓凝剂用于混凝土特定位置延长凝结时间或混凝土形成露骨料表面。

上述混凝土缓凝剂使用时，直接将其采用喷涂或人工涂敷等方式涂覆于需要缓凝的混凝土上，即可实现对混凝土特定位置的缓凝。可以理解，该混凝土缓凝剂也可与混凝土直接混合使用。

请参阅图1，本发明还提供了上述混凝土缓凝剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤。

步骤S11：将碳五树脂和松香酸甲酯混合均匀，得到缓凝主体。

步骤S12：将缓凝主体、溶剂和乳化剂混合均匀，再与催干剂和增稠剂混合均匀，得到混凝土缓凝剂。

在其中一个实施例中，混凝土缓凝剂还包括助溶剂和/或流平剂和/或填料和/或颜料时，在缓凝主体、溶剂和乳化剂混合均匀后，将助溶剂和/或流平剂和/或填料和/或颜料加入混合均匀即可。

优选的，步骤S11和步骤S12中混合均采用机械搅拌，搅拌的速度为800～1000r/min。优选的，步骤S12中将缓凝主体、溶剂和乳化剂混合的时间为10min。优选的，与催干剂和增稠剂混合均匀至不分层。

可以理解，在其他实施例中，步骤S11可以省略，直接进行步骤S12得到混凝土缓凝剂。

上述混凝土缓凝剂的制备方法，工艺简单，制备条件容易控制，得到的混凝土缓凝剂重现性好。且该缓凝主体为中性，制备工艺不存在酸性或碱性试剂腐蚀设备的问题。

请参阅图2，本发明还提供了上述混凝土缓凝剂在混凝土表面形成图形中的应用。

在其中一个实施例中，上述混凝土缓凝剂在混凝土表面形成图形中的应用，包括以下步骤。

步骤S21：将混凝土缓凝剂涂覆于底模，再将图形层模板形成于涂覆有混凝土缓凝剂的底模上并使底模露出部分表面。

如此图形层模板将混凝土缓凝剂与混凝土层隔开，从而使得混凝土层的表面与图形层模板对应的位置不能与混凝土缓凝剂作用，从而使得混凝土层的表面与图形层模板对应的位置固化形成混凝土。

优选的，图形层模板包括文字模板、图案模板等等。优选的，图形层模板可为多个。

优选的，在其中一个实施例中，步骤S21中将图形层模板形成于涂覆有混凝土缓凝剂的底模上的步骤具体为：将设有图形层模板的转移膜以图形层模板粘结于涂覆有混凝土缓凝剂的底模上，除去转移膜即可。可以理解，采用转移膜形成图形层模板，形成的图形准确，效率高，十分适用于形成中文文字等非连续图形，避免了人工调整位置不准确及效率低的问题。

具体的，图形层模板通过粘结于转移膜。优选的，图形层模板与转移膜之间的胶粘强度小于图形层模板与底模之间的胶粘强度，以避免除去转移膜时将图形层模板一并除去，导致降低效率的问题。

步骤S22：在形成有图形层模板的底模上形成混凝土层，除去底模和图形层模板。

具体的，步骤S22中形成混凝土采用浇筑成型。

混凝土层未与图形层模板接触的位置，与混凝土缓凝剂直接作用，从而对混凝土层的该部分表面起到缓凝的作用，进而可通过水洗形成露骨料表面。该部分的露骨料表面和混凝土层的表面，与图形层模板对应的位置固化形成混凝土表面，组成了鲜明的对比，进而构成了与图形层模板形状相同的图形。

步骤S23：将混凝土层的表面进行水洗以形成露骨料表面，混凝土层的表面与图形层模板对应的位置形成图形。

具体的，步骤S23中水洗采用高压水枪冲洗。

上述混凝土缓凝剂应用于混凝土表面形成图形，混凝土缓凝剂对特定位置良好的缓凝作用，形成的图形准确，效率高。

上述混凝土缓凝剂在混凝土表面形成图形中的应用方法，形成的图形准确，效率高，十分适用于形成中文文字等非连续图形，避免了人工调整位置不准确及效率低的问题。

以下为具体实施例。

实施例1

混凝土缓凝剂按重量份数计，包括以下组分：27.5份缓凝主体、50份主溶剂、3份乳化剂、0.3份催干剂、8份增稠剂、0.7份助溶剂、0.5份流平剂、8份填料和2份颜料。缓凝主体中碳五树脂与松香甲酯的质量比为10:1，主溶剂为二甲苯，乳化剂为邢台蓝星助剂厂提供的OP-109(烷基酚聚氧乙烯醚)，催干剂为钴催干剂，增稠剂为气相二氧化硅，助溶剂为环己酮，流平剂为羟甲基纤维素醚(分子量约为4万)，填料为质量比为1:1的325目石英砂和800目滑石粉，颜料为铁红。

混凝土缓凝剂的制备方法包括以下步骤：将碳五树脂和松香酸甲酯混合均匀，得到缓凝主体。将缓凝主体、溶剂和乳化剂使用搅拌釜在900r/min的转速下搅拌10分钟以混合均匀，继续搅拌下加入助溶剂、流平剂、填料、颜料、催干剂和增稠剂混合均匀，不分层，得到混凝土缓凝剂。

实施例2

混凝土缓凝剂按重量份数计，包括以下组分：30.5份缓凝主体、60份主溶剂、1份乳化剂、0.1份催干剂、5份增稠剂、2份助溶剂、0.4份流平剂和1份颜料。缓凝主体中碳五树脂与松香甲酯的质量比为20:1，主溶剂为乙二醇乙醚，乳化剂为巴斯夫提供的AEO-9(脂肪醇聚氧乙烯醚)，催干剂为钴催干剂，增稠剂为气相二氧化硅，助溶剂为环己酮，流平剂为易莱泰提供的M30纤维素醚(分子量约为4万)，颜料为有机蓝。实施例2的制备方法与实施例1类似，在此不再详述。

实施例3

混凝土缓凝剂按重量份数计，包括以下组分：27.5份缓凝主体、40份主溶剂、4份乳化剂、0.2份催干剂、9份增稠剂、9份助溶剂、0.5份流平剂和9.8份填料。缓凝主体中碳五树脂与松香甲酯的质量比为5:1，主溶剂为二氯乙烯，乳化剂为邢台蓝星助剂厂提供的OP-109，催干剂为锰催干剂，增稠剂为气相二氧化硅，助溶剂为丙三醇，流平剂为易莱泰提供的M30纤维素醚(分子量约为4万)，填为1250目重钙粉。实施例3的制备方法与实施例1类似，在此不再详述。

实施例4

混凝土缓凝剂按重量份数计，包括以下组分：20份缓凝主体、40份主溶剂、2份乳化剂、0.5份催干剂、6份增稠剂、10份助溶剂、1份流平剂、15份填料和4份颜料。缓凝主体中碳五树脂与松香甲酯的质量比为10:1，主溶剂为三氯乙烯，乳化剂为邢台蓝星助剂厂提供的OP-109(烷基酚聚氧乙烯醚)，催干剂为钴催干剂，增稠剂为气相二氧化硅，助溶剂为体积比1:1的环己酮和丙三醇，流平剂为羟甲基纤维素醚(分子量约为4万)，填料为质量比为1:1的325目石英砂和800目滑石粉，颜料为铁红。实施例4的制备方法与实施例1类似，在此不再详述。

实施例5

混凝土缓凝剂按重量份数计，包括以下组分：35份缓凝主体、50份主溶剂、5份乳化剂、0.2份催干剂和10份增稠剂。缓凝主体中碳五树脂与松香甲酯的质量比为15:1，主溶剂为体积比1:1的二氯乙烯和三氯乙烯，乳化剂为邢台蓝星助剂厂提供的OP-109(烷基酚聚氧乙烯醚)，催干剂为钴催干剂，增稠剂为气相二氧化硅，助溶剂为丙三醇，流平剂为羟甲基纤维素醚(分子量约为4万)，填料为质量比为1:1的325目石英砂和800目滑石粉。实施例5的制备方法与实施例1类似，在此不再详述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。