混凝土绿色高效脱模技术的研究与工程应用

作者：江湖笑笑生目 录1绪论11.1选题背景11.2国内外研究现状11.2.1相关领域国内外技术现状、发展趋势11.2.2国内现有工作基础31.2.3课题单位现有工作基础31.3.1研究目标41.3.2研究与开发的主要内容41.3.3混凝土脱模剂简述42混凝土绿色高效脱模的施工技术分析52.1混凝土绿色高效脱模的施工技术论述52.1.1混凝土绿色高效脱模施工技术的内涵102.1.2试验状况102.2混凝土绿色高效脱模施工的技术优势212.3混凝土绿色高效脱模施工的技术路线222.4混凝土绿色高效脱模技术在建筑施工中的应用223混凝土绿色高效脱模技术发展前景234混凝土绿色高效脱模技术研究建议275结论281绪论1.1选题背景近年来，国内正在推进新型城镇化建设，不少地方面临拆迁重建，棚户区住房改造，城市高层建筑不断增多；对外，高铁、“一带一路”等项目大规模开展。我国建筑工程不断发展，其规模也在逐渐扩大，对建筑材料需求巨大，当今混凝土材料是现代工业和建筑中的最为重要的要素之一，相应地人们提出了更高的要求。近年来，我国一直坚持走可持续发展路线，所以要将绿色环保理念加入到混凝土材料中。建筑是一种工艺与艺术的结合，随着时代的发展人们对建筑外观的更高，所以既要保证混凝土构筑物结构的安全可靠，还要求建筑外表的艺术美观，于是混凝土脱模剂应运而生。长期以来，国内主要采用机油、废机油、乳化机油、皂化动植物油下脚料等作为脱模剂。此类脱模剂虽然脱模较好，但涂覆后的干燥时间较长，极易沾污施工操作人员的衣物和污染钢筋，混凝土硬化拆模后，构筑物的表面也常常有油斑，影响了混凝土表面的美观，并且对混凝土表面的后期装饰，譬如刷浆、油漆、抹灰等装饰层的粘结带来十分不利的影响，不被混凝土界所喜欢。近年来，新结构、新工艺、新材料在重点工程中的应用不断增多，对脱模剂的质量要求也越来越高。但是就目前来说，快干成膜、无油浸、无污染、装饰质量好的新型脱模剂推广应用的比较少。根据脱模剂的市场状况和用户需求，研制一种新型环保高效脱模剂是行业发展的趋势。1.2国内外研究现状1.2.1相关领域国内外技术现状、发展趋势作为混凝土施工的配套材料，混凝土脱模剂与混凝土几乎有着相同的历史，早在上世纪20年代，各国在混凝土工程中利用肥皂水溶液、废柴油、废机油、石灰、滑石粉等作脱模剂，但其脱模效果一般，且肥皂水溶液为碱性溶液，影响混凝土构建成型后的表面质量。随着混凝土浇筑新工艺的应用，钢模板、玻璃钢模板、木模板、胶合模板、钢筋混凝土模板及塑料内衬模板等新型模板的出现，以及混凝土表面质量及装饰等级的提高，对混凝土脱模剂提出了更新、更高的要求。自二十世纪60年代初，国外的商品脱模剂问世后，混凝土成型用脱模剂在研究上取得了很大的进展，脱模剂发展十分迅猛，至今已形成了一系列产品，并逐步与现代施工、模板技术相匹配。我国早期的混凝土工程大部分也是使用机油或废机油作为脱模材料。此类脱模剂虽然脱模较好，但涂覆后的干燥时间较长，极易沾污施工操作人员的衣物和污染钢筋，混凝土硬化拆模后，构筑物的表面也常常有油斑，影响了混凝土表面的美观，并且对混凝土表面的后期装饰，譬如刷浆、油漆、抹灰等装饰层的粘结带来十分不利的影响，不太被工程界所欢迎。近三十年来，伴随着国外商品混凝土脱模剂的飞速发展，我国也出现了形形色色的脱模剂产品，品种繁多，活跃于全国各地的建筑市场，其中有不少脱模剂价格便宜，脱模性能良好。下面就国内外各种类型的脱模剂做一简要介绍，表1-1、表-1-2分别为国内、国外的一些混凝土脱模剂的产品介绍及其适用场合。表1-1国内混凝土脱模剂部分产品介绍表1-2国外混凝土脱模剂部分产品介绍1.2.2国内现有工作基础目前我国研制的脱模剂产品主要是将成膜物(脂肪酸、石蜡、油类等)与氢氧化钠发生皂化反应所得的产物，或是将脂肪酸、石蜡、油类等配以表面活性剂使用，还有少量的用废液制备的脱模剂。用工业废弃物制备的脱模剂价格十分低廉，但脱模效果很一般，通常用于构筑物表面质量等级要求不高的工程，或是位置不太明显，比较隐蔽的混凝土面的脱模。而国外所研发的脱模剂产品主要是将石蜡、油类等物质通过乳化技术制备成水包油或是油包水的乳液或乳膏，或是将纯油中加入表面活性剂使用等。此类乳液型脱模剂脱模效果好，成膜物质（油或石蜡）的使用量小，不仅最大限度的减小对混凝土构筑物表面的污染，而且节约了石蜡、柴油、机油等不可再生资源，符合现今低能低耗的可持续发展的观念，符合科学发展观。1.2.3课题单位现有工作基础我公司集施工与科研一体的企业，机构设置有技术力量过强的科技研发中心，有课题依托项目的条件。我公司以大庆（绿地）金融中心项目二期工程作为依托工程，并积极开展了试点混凝土脱模剂也是我公司已经开展多年的使用与研究的项目，在此方面具有非常丰富的研究及应用管理经验。同时我公司也及时的引进了相关技术人员，并积极开展与国内高校及其他公司的合作，因此具有技术和人员保障；绿色高效型脱模剂是未来市场的发展方向，得到了我公司领导的高度重视，拨付了专门的研究经费支持此项目的开展研究一种绿色高效混凝土脱模剂的技术性能及程应用情况，预期获得的成果有：1、研究报告1份；2、专利2项；3、工法1项。领导非常重视，认为该课题是未来绿色施工发展的方向，并存在一些关键技术难题，成立了经验丰富、技术力量雄厚的课题小组，在经济上也要求公司给予大力支持，因此不存在经济与管理风险。国内由于起步较晚，相关的成熟理论较少；而对于绿色高效型脱模剂的研究相对较少，目前仍处于初级阶段，还没有形成完整的理论体系，可应用的基础数据不足，不能为其应用与推广提供充足的理论依据。技术上的不确定性增加，故项目存在一定的技术风险。目前科研小组人员全部就位，专家和顾问团队的聘请工作也已落实；课题研究的内容和重点、难点已经确立，针对不同重点和难点相应的攻关小组已经成立，任务分配初步完成；已经开展部分课题的技术资料查找，并开始筹划到类似工程的参观和调研工作；目前公司已拨付一部分启动资金，作为课题前期调研与研发的费用。1.3本文研究的内容和目标1.3.1研究目标以试验研究和示范工程为依托，借鉴国内外自动化施工技术方面的经验和成果，研究一种绿色高效混凝土脱模剂的技术性能及程应用情况，预期获得的成果有：1、研究报告1份；2、专利2项；3、工法1项。1.3.2研究与开发的主要内容（1）传统脱模剂的缺点总结；（2）绿色高效混凝土脱模剂的组成成分；（3）绿色高效混凝土脱模剂的作用机理；（4）绿色高效混凝土脱模剂的技术性能；（5）绿色高效混凝土脱模剂工程应用情况；1.3.3混凝土脱模剂简述混凝土脱模剂通常被喷洒或涂抹在模板内测，在模板上形成一层隔离膜，降低混凝土与模板之间的黏聚力，利于混凝土脱离模板并保持形状完整表面光洁。在混凝土施工工程中，受原材料、配合比、施工工艺等因素的影响，混凝土表面易出现蜂窝麻面缺角等外观质量问题，严重时影响混凝土耐久性。合理使用混凝土脱模剂，可以减少甚至避免混凝土上述外观病害，提高了混凝土生产效率，推动了清水混凝土技术发展。脱模剂在混凝土工程应用时，首先需具备优良的脱模效果，保证混凝土能够脱模顺利，保持表面光洁；其次，脱模剂不污染混凝土表面，不腐蚀模板，最好起到保护作用；脱模剂还应具有较好的工作性能，涂刷工艺简单，而且拆模后易清洗；另外，脱模剂具有良好的稳定性，可长期储存和运输时保持质量稳定，保质期应不低于六个月，还应具有较强的耐候性，如抗雨水冲刷能力、抗冻性及耐热性等；最后，安全是建筑工程的生命线，脱模剂应具备无毒、不易燃、不污染自然和社会环境。2混凝土绿色高效脱模的施工技术分析2.1混凝土绿色高效脱模的施工技术论述新型环保高效脱模剂的研究，具备快干成膜、无油浸、无污染、装饰质量好的性能，工程应用性能良好，值得推广使用，目前市场上常用的脱模剂分为油性脱模剂和水性脱模剂两种，故试验选取了苏博特、西卡、花王种水性脱模剂和常用液压油、色拉油2种油性脱模剂，共计5种脱模剂，用于工艺研究。试验共计制备10种构件。成型尺寸为40cm40cm20cm小型试件，分两次布料，振捣棒振捣，振捣时间控制在60s。试验结果见图2-1所示图2-1使用脱模剂效果展示同时结合脱模剂的上料方式，外观效果，施工可行性进行比选，比选结论如表2-1、表2-2所示。表2-1脱模剂成品外观分析序号模板剂类型施涂方式外观效果1液压油刷涂深色+深色斑块，粗糙无光泽、气泡多2色拉油刷涂深色+深色斑块，较粗糙无光泽、气泡少3苏博特水性脱模剂喷涂/刷涂灰白色+浅色斑，有光泽气泡少（刷涂）4西卡水性脱模剂喷涂/刷涂灰白色+浅色斑，有光泽气泡少（刷涂）5花王水性脱模剂喷涂/刷涂灰白色，有光泽，气泡少表2-2脱模剂比选技术分析比选内容方案一方案二比选结果脱模剂喷涂方式液筒涂刷空压机喷涂（1） 液筒刷涂量多，且厚度不易掌握；（2） 空压机配喷壹，可调节单位喷出量，最后可通过称量的方式，判断单位面积喷涂厚度；同时脱模剂表面水分在大气环境下易挥发，可根据用量现用现配；可根据生产计划配置材料进场时间，防止脱模剂存放过久出现沉淀，影响脱模剂效果。脱模剂类型选取油性脱模剂（色拉油、液压油）水性脱膜剂（西卡、苏博特、花王）（1）油性脱模剂和水性脱模剂对于混凝土排“排泡效果，从总体来讲，水性脱模剂优于油性脱模剂；（2）色拉油拆模后有异味问，广州区域较潮湿，易吸引蚊虫；（3）水性脱模剂较油性脱模测更为环保，根据模具特性及混凝土特性，最终选取花王脱模剂；（4）油性脱模剂与水不相容，混凝土硬化后会将油脂吸附到毛细孔，会影响混凝土表观色泽口。脱模剂施工设备稳定化基于脱模剂种类的研究，采用水性脱模剂进行喷涂脱模剂单位喷涂量与设备的选型有关，综合考虑施工工序的工效，为保证单位时间内喷涂的可持续性，对施工设备进行了优化，见表2-3和图2-2所示。表2-3施工设备优化图2-2机具设备优化脱模剂施工工艺参数化，脱模剂配合比例及施工方式，混凝土的脱模效果，取决于脱模剂单位面积的用量是否合理：（1）脱模剂与水配合比例，稀释倍数过大，将延长脱模剂干燥时间，延长了脱模剂成膜时间，稀释比例过小则成本增加；（2）脱模剂喷涂遍数，同样的脱模剂使用量在施工过程中分次进行控制，可使脱模剂喷涂更加均匀；（3）脱模剂的用量与所用部位有关，因构件的浇注方式为倒立式浇注，故将脱模剂喷涂划分为底板及侧板两个部位开展工艺研究。表2-4为脱模剂配合比例及喷涂遍数试验。脱模剂使用部位脱模剂与水混合比例脱模剂喷涂遍数实验过程（喷涂状态+模板状态）底板1:11遍/2遍基本呈雾状，无明显水滴状1:21遍/2遍雾状1:31遍/2遍雾状侧板1:11遍/2遍基本呈雾状，无明显水滴状，侧模表面流挂至底板1:21遍/2遍雾状，侧模表面流挂至底板1:31遍/2遍雾状，侧模表面流挂至底板底板产品脱模试验结果：1) 原液仅在试验块喷涂，后因表观缺陷未实施于模具上；2) 配合比例1:1型，喷涂1遍/2遍出现不同程度的发黄、起糙；3) 配合比例1:2型，喷涂1遍/2遍，喷涂遍局部黏膜及发黄，喷涂2遍局部发黄；4) 配合比例1:3型，喷涂1遍/2遍，均出现不同程度黏膜。侧板产品脱模试验效果：1) 配合比例1:1型，喷涂1