油性与水性脱模剂对清水混凝土表观质量影响研究.pdf
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1、2023年第6 期(总第40 4期)Number 6 in 2023(Total No.404)doi:10.3969/j.issn.1002-3550.2023.06.038混凝土ConcretePRACTICALTECHNOLOGY实用技术油性与水性脱模剂对清水混凝土表观质量影响研究姜骞1,王强?,徐文3(1.江苏苏博特新材料股份有限公司高性能土木工程材料国家重点实验室,江苏南京2 1 1 1 0 3;2.江苏省交通工程建设局,江苏南京2 1 0 0 0 4;3.江苏省建筑科学研究院有限公司,江苏南京2 1 0 0 0 8)摘要:对比研究了4种典型油性/水性脱模剂对清水混凝土表观质量的影响
2、。试验结果表明,油性/水性脱模剂在模板表面均具有亲水性(接触角小于9 0),但油性脱模剂的润湿铺展性能更佳。脱模剂对混凝土表层0.2 mm范围的气泡含量和尺寸分布产生影响,优质脱模剂具有减少表层气泡含量和细化气泡孔径的效果,采用花王水性脱模剂可以获得低至0.1 2%的外观气泡含量。自制油性脱模剂不利于混凝土表观颜色、色差和光洁度的提升,可能与其中废机油杂质组分相关。综合观察。脱模剂对混凝土表层强度发展无明显影响,水性脱模剂对于外观质量控制优于油性脱模剂,不建议在清水混凝土工程中采用含有废机油的油性脱模剂。关键词:脱模剂;清水混凝土;表观质量;气泡;色差中图分类号:TU528.38Influen
3、ce of oil-based or water-based release agent on surface quality of fair-faced concrete(1.State Key Laboratory of High Performance Civil Engineering Materials,Jiangsu Sobute New Materials Co.,Ltd.,Nanjing 211103,China;2.Jiangsu Provincial Transportation Engineering Construction Bureau,Nanjing 210004,
4、China;3.Jiangsu Research Institute of Building Science Co.,Ltd.,Nanjing 210008,China)Abstract:Effect of four typical types of oil-based or water-based release agent on fair-faced concrete surface quality was experimentallycompared.The results showed that,oil-based or water-based release agent exhibi
5、ted different hydrophilic character on mold as contact an-gle less than 90,however oil-based release agent presented better wetting ability.The influence range of release agent on air bubble contentand size distribution was almost 0.2 mm.High quality release agent helped to reduce air bubble content
6、 and refine air bubble size.As low as0.12%air bubble content on surface of concrete specimen could be achieved with water-based release agent from KAO.Due to the impuri-ties in used engine oil,poor concrete surface color,discoloration and surface finish were obtained when self-made oil-based release
7、 agentwas applied.In general,release agent had no obvious influence on compressive strength development of cover concrete.Water-based releaseagent was superior oil-based release agent in controlling surface defects.Oil-based release agent made from used engine oil was not recom-mended in fair-faced
8、concrete construction.Key words:release agent;fair-faced concrete;surface quality;air bubble;discoloration文献标志码:AJIANGQian,WANGQiang”,XUWen3文章编号:1 0 0 2-3 5 5 0(2 0 2 3)0 6-0 1 8 3-0 4者发现脱模剂的组成、施工工艺与混凝土外观缺陷的相关0引言性 1 2-1 4,但国内清水混凝土工程实践则往往根据模型试验 甚随着混凝土技术的进步和人们审美情趣的养成,提升至仅凭经验选用脱模剂。工程人员对于脱模剂与混凝土外观混凝土外观质
9、量已逐渐成为保障混凝土性能与结构安全质量之间的关联认识不充分,无益于混凝土工程质量的提升。以外的更高追求。实际上,混凝土的外观质量也是其内在品本研究聚焦清水混凝土用脱模剂,系统考察了4种典质的外在表现,能够一定程度上反映混凝土的性能。因此,型工程用油性和水性脱模剂对清水混凝土表观质量与性越来越多的工程技术人员开始以清水混凝土为追求目标,能的影响,深入对比分析了不同种类脱模剂作用下清水混近年来国内涌现出大量清水混凝土工程 1-3 。凝土外观气泡、色差和光洁度的差异,为今后清水混凝土混凝土研究人员对清水混凝土外观质量的提升更多着外观质量改善与工程应用技术提供参考。眼于配合比参数优化 4-和拌合物流
10、变性能调控 7-9,寄希望于1试验通过混凝土性能的改善实现高质量外观的效果。然而,大量工程研究与实践表明,清水混凝土的施工和模板、脱模剂优选对其外观质量同样具有重要影响 0-1 2。近年来,已有国外学收稿日期:2 0 2 2-0 3-1 5基金项目:江苏省交通工程建设局常泰长江大桥施工阶段研究专题(CT-SGZT-15)1.1原材料与配合比水泥采用江南小野田PII52.5级水泥,粉煤灰为谏壁183F类I级,胶凝材料化学组成如表1 所示;细骨料采用河砂,细度模数为2.6 粗骨料采用江苏镇江5 2 5 mm连续级配玄武岩碎石;减水剂采用江苏苏博特新材料股份有限公司生产的聚羧酸高性能减水剂SBT?P
11、CA-I。表1 胶凝材料化学组成材料CaoMgoAl,O;,Fe,0;水泥66.601.605.063.5621.740.81一0.500.13粉煤灰4.511.33 9.524.8938.221.041.031.951.96试验采用4种脱模剂,来源和组成如表2 所示。表2 试验用脱模剂编号名称1自制油性脱模剂自制2派利油性脱模剂市售3自制水性脱模剂自制根据文献 1 6 配方自制的水性脱模剂4花王水性脱模剂市售日本花王丽石5 0 混凝土脱模剂混凝土配合比如表3 所示。表3 混凝土配合比水泥粉煤灰336841.2试验方法试件成型:采用表3 中配合比配制拌和混凝土,根据GB50081一2 0 0
12、2 普通混凝土力学性能试验方法标准分别制作1 0 0 mmx100 mmx100 mm 和 1 5 0 mmx150 mmx150mm的试件若干,养护至规定龄期用于性能测试。接触角:采用德国KRUSSDSA30研究型接触角测量仪按液滴角度测量法测试脱模剂的接触角,样品量为1.0 L,使用混凝土抗压强度试件用塑料模具作为基板。硬化气泡结构参数:将养护2 8 d的1 0 0 mmx100mmx100mm试件的非成型面放置于定制的混凝土打磨装置7中,分别打磨至0.0.1、0.2、0.5、1.0、5 0 mm深度处,采用北京耐尔得智能科技有限公司硬化混凝土气泡间距系数分析仪获取硬化混凝土试件表面和内部
13、图片并分析气泡结构参数。回弹强度:依据JGJ/T232011回弹法检测混凝土抗压强度技术规程,采用ZC3-A型回弹仪对试件进行回弹强度采集。参照文献 1 8 的测试方法进行试验,在养护至规定龄期的1 5 0 mmx150mmx150mm混凝土试件的4个非成型面上选取没有蜂窝、麻面、裂纹等缺陷的1 对非成型面进行测试,回弹时弹击锤件表面垂直,每组试件测试16个回弹值,剔除3 个最大值和3 个最小值,取剩余1 0 个回弹值的算数平均值为测试结果。颜色与色差评价:将养护至2 8 d的1 5 0 mmx150mmx150mm混凝土试件放置于(2 0 2)、相对湿度(5 0 5)%环境中至表面水汽散去;
14、将试件非成型面水平放置于恒定光源下的固定位置,相机设置统一的感光度、快门、光圈和白平衡参数,拍摄分辨率不低于3 9 6 8 x2976像素的试件侧面照片;为避免混凝土试件边缘造成的色差,截取试件非成型面中心1 0 0 mmx100mm区域采用Image-ProPlus软件处理成灰度图片后获取灰度分布曲线并计算灰度标准差。184粗糙度:将养护至规定龄期的试件放置于(2 0+2)、相对湿度(5 0 5)%环境至面干。在1 0 0 mmx100mmx100mm试件和模具的侧面开展粗糙度测试,为防止可能出现的顶部浮浆、底部骨料沉降以及边壁效应,试件的1 0 0 mmx100mm%侧面按图1 中所示划分
15、粗糙度测试区域,每个测区采用表SiO2SO;K,O Na,O来源组成废机油与柴油按质量比3:7 混合德国PERIR油性脱模剂kg/m砂石7321098Loss水减水剂1504.2面粗糙度仪测量1 个算术平均粗糙度Ra,取6 个测试值的平均值作为测试结果。101测区1测区4图1 粗糙度测试区域划分示意图(单位:mm)2结果与讨论2.1月脱模剂接触角接触角是在气液固三相交界线上任意点液体的表面张力与液固界面张力之间的夹角,可以用来反映脱模剂在模板表面铺展润湿的特性 1 2 。图1 是4种脱模剂在模板表面接触角6 0 s内的变化曲线,从中可以发现不同种类脱模剂的接触角变化规律相近而差异明显:所有脱模
16、剂的接触角均小于9 0,表明其均具有亲水性;脱模剂与模板接触初始,4种脱模剂的接触角基本一致(约8 0),随着脱模剂的铺展,接触角逐渐减小并在3 0 s后趋于平稳(液滴照片如图2 所示);油性脱模剂的接触角比水性脱模剂更大,按脱模剂接触角大小排序为自制水性脱模剂花王水性脱模剂 自制油性脱模剂 派利油性脱模剂。脱模剂在模板表面接触角越小,表明这种脱模剂越容易在模板表面润湿铺展,有助于其在模板表面形成一层脱模剂的薄膜。100自制油性脱模剂派利油性脱模剂80个一自制水性脱模剂(a)/游+花王水性脱模剂604020F0图2 脱模剂接触角经时变化曲线2.2外观气泡缺陷图3 是不同种类脱模剂制备的混凝土试
17、件外观气泡缺陷图片,从中可以直观地发现,在相同的混凝土材料、模具和制备工艺条件下,脱模剂对混凝土外观缺陷的影响差测区2测区5:1020时间s测区3测区630405060(a)1自制水性(b)2*花王水性(a)自制水性脱模剂(c)3自制油性(d)4派利油性图3 脱模剂在模板表面铺展状态(3 0 s)别巨大,按外观质量排序为花王水性脱模剂 自制水性脱模剂 派利油性脱模剂 自制油性脱模剂。水性脱模剂对应的试件外观质量普遍优于油性脱模剂,采用花王水性脱模剂的试件表观几乎没有大的气泡缺陷,采用自制水性脱模剂的试件仅在零星位置出现个别小气泡。采用自制油性脱模剂对应试件外观质量最差,混凝土表面存在大量大小不
18、一的气泡,相比之下,采用派利油性脱模剂对应试件表面气泡数量较少且气泡尺寸更小,明显优于自制油性脱模剂的效果,但相比水性脱模剂仍存在不小的差距。进一步分析4种脱模剂对应试件表面气泡参数(如表4所示),试件外观质量一方面与气泡含量有关,另一方面则与气泡尺寸有关:花王水性脱模剂对应的试件表观气泡含量仅0.0 4%,气泡平均孔径、比表面积和气泡间距系数等参数据表明其气泡尺寸在4种脱模剂对应的试件中最小,表现为外观质量最佳;其余脱模剂对外观质量的直观影响均与气泡含量和气泡尺寸呈强相关性。表4不同脱模剂制备混凝土试件表面气泡参数脱模剂气泡含量平均孔径比表面积气泡间距系数种类/%1#0.122#0.0435
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