一种兼具混凝土结构脱模防粘与表面强化功能的材料制备工艺

本发明涉及混凝土材料领域，具体涉及一种兼具混凝土结构脱模防粘与表面强化功能的材料制备工艺。

背景技术：

1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、在土木工程施工过程中会用到大量混凝土结构，如混凝土预制件在装配式建筑、桥梁工程、隧道工程、水利水电工程等领域中已经广泛应用。混凝土结构预制件通常是在工厂中浇筑到模具中完成，待硬化成型后脱模并养护至预定龄期得到。在上述脱模的过程中，由于混凝土结构与模具之间的粘结作用，给脱模带来了困难。脱模后模具表面经常残余堆积固化的水泥基材料，需用人工清除或大量水清洗，造成经济损失和环境污染，而且在清理过程中容易造成模具变形，不仅影响混凝土结构的尺寸精度，而且多次清理造成变形积累后，会导致模具无法继续使用。

3、目前，为了便于脱模，通常在模具表面涂刷废机油、石蜡等物质，但这些物质不仅容易造成施工环境和模具污染、难以清理，而且脱模效果不佳，脱模后混凝土结构表面存在明显的色差现象。另外，脱模后的混凝土结构还经常存在表面质量不佳的问题，导致混凝土结构的性能下降，影响混凝土结构的服役安全性。

技术实现思路

1、本发明提供一种兼具混凝土结构脱模防粘与表面强化功能的材料制备工艺，其不仅具有良好的脱模性能，而且还能够提升混凝土结构的表面质量，避免了传统的油类脱模剂容易劣化混凝土结构的性能的问题。具体地，本发明的技术方案如下所述。

2、一种兼具混凝土结构脱模防粘与表面强化功能的材料制备工艺，包括如下步骤：

3、（1）将氟碳表面活性剂和异构十醇聚氧乙烯醚混匀，然后加入二甲基硅油，混匀后加入热水，混匀后得到反应液a。

4、（2）将所述反应液a与硬脂酸钠溶液混匀，然后加入异丙醇混匀后加水稀释，即得脱模基底材料，备用。

5、（3）在纳米γ-c2s的水分散液中加入聚羧酸减水剂混匀，完成后分离出固体产物将其冻干，得到改性纳米γ-c2s。

6、（4）在氧化石墨烯的水分散液中加入聚羧酸减水剂混匀，完成后分离出固体产物将其冻干，即得改性氧化石墨烯。

7、（5）将所述改性纳米γ-c2s、改性氧化石墨烯、硬脂酸钠与甘油稀释液混匀，即得表面强化材料，备用。

8、（6）所述脱模基底材料和表面强化材料分开存放。使用时先将所述脱模基底材料涂刷到混凝土浇筑模具的内表面上，待干燥固化成膜后涂刷海藻酸钠溶液，然后喷涂所述表面强化材料，即形成混凝土结构脱模与表面强化功能材料，然后进行混凝土的浇筑。

9、进一步地，步骤（1）中，所述氟碳表面活性剂、异构十醇聚氧乙烯醚、二甲基硅油的质量比为2~6：1~3：2~5。

10、进一步地，步骤（1）中，所述热水与二甲基硅油的质量比为250~300：2~5。可选地，所述热水的温度为55~70℃。

11、进一步地，步骤（2）中，所述反应液a与硬脂酸钠溶液的质量比为1：1.3~1.5。可选地，所述硬脂酸钠溶液的质量分数为1~3%。

12、进一步地，步骤（2）中，所述反应液a与异丙醇的量比为1：0.025~0.06。

13、进一步地，步骤（2）中，所述加水稀释的倍数为4~5倍。

14、进一步地，步骤（3）中，所述纳米γ-c2s与聚羧酸减水剂的质量比为1：0.025~0.04。可选地，所述纳米γ-c2s的水分散液的固含量为20~40g/l。

15、进一步地，步骤（4）中，所述氧化石墨烯与聚羧酸减水剂的质量比为1：0.015~0.022。可选地，所述氧化石墨烯的水分散液的固含量为5~10g/l。

16、进一步地，步骤（5）中，所述改性纳米γ-c2s、改性氧化石墨烯、硬脂酸钠、甘油稀释液的比例为3~5g：1~1.5g：10~17g：500ml。可选地，所述甘油稀释液为甘油与水按照体积比1：1~2混合后形成。

17、进一步地，步骤（5）中，所述海藻酸钠溶液的质量分数为0.5~1%。

18、进一步地，步骤（6）中，所述脱模基底材料的涂刷厚度为0.2~0.5mm。可选地，所述固化时间为20~24小时。

19、进一步地，步骤（6）中，所述海藻酸钠溶液的涂刷厚度为0.1~0.2mm。

20、进一步地，步骤（6）中，所述表面强化材料的涂刷厚度为0.2~0.5mm。

21、与现有技术相比，本发明至少具有以下方面的有益技术效果：

22、本发明的材料不仅使混凝土结构不仅易于从模具中脱模，而且还能够提升混凝土结构的表面质量，改善混凝结构的性能。首先，本发明利用所述脱模基底材料涂覆在模具表面固化形成防粘涂层，可有效降低混凝土结构与模具表面之间的互锁作用力。其中，所述异丙醇和氟碳表面活性剂两种润滑性材料为防粘涂层提供了优异的润滑性能，能够减少接触表面之间的摩擦。同时，所述氟碳表面活性剂和二甲基硅油使防粘涂层具有较低的表面能，能有效降低混凝土结构与模具之间的粘附。所述硬脂酸钠、二甲基硅油和氟碳表面活性剂还使所述防粘涂层表面具有良好的疏水性，增大了与模具表面之间的接触角，进而降低水膜粘滞阻力和水环粘滞阻力，使混凝土结构不易与模具表面粘结。然后，本发明还在所述防粘涂层上先涂覆一层海藻酸钠溶液后再喷洒所述表面强化材料，其不仅可以进一步提高混凝土结构与模具之间的脱模性，而且还能够对混凝土表层进行强化。为此，本发明先采用聚羧酸减水剂对纳米γ-c2s、氧化石墨烯进行处理，利用减水剂上的羧基的静电作用吸附在纳米γ-c2s、氧化石墨烯上，降低纳米γ-c2s粒子之间、氧化石墨烯粒子之间的作用力，便于纳米γ-c2s、氧化石墨烯的分散。然后将其与硬脂酸钠、甘油稀释液形成表面强化材料，使用时将其喷洒在所述海藻酸钠溶液层上。当将混凝土材料浇筑到具有上述材料层的模具中后，所述纳米γ-c2s、氧化石墨烯向混凝土表层中渗透，而纳米γ-c2s、氧化石墨烯上负载的聚羧酸减水剂有助于降低纳米γ-c2s、氧化石墨烯被水泥材料捕获，提高其渗透性，改善混凝土结构的防水抗渗性。所述硬脂酸钠进入混凝土材料表层中后，在水泥水化产生的碱性条件下与钙离子反应形成硬脂酸钙固体微粒，其不仅能够提高混凝土结构的表面密实性，而且其良好的憎水性还能够混凝土结构的防水抗渗性。同时，所述纳米γ-c2s还克服了有所述硬脂酸钙的形成导致水化产物氢氧化钙被消耗，导致混凝土结构表层碱度降低，抗碳化能力下降的问题。所述甘油遇到混凝土材料中的拌和水后可快速向其中溶解。一方面，所述甘油可降低混凝土材料表层凝结的速率，便于所述纳米γ-c2s、氧化石墨烯的渗透。另一方面，甘油向混凝土材料中快速溶解扩散形成的牵引作用也有助于促进纳米γ-c2s、氧化石墨烯的渗透。再一方面，所述表面强化材料还具有抑制海藻酸钠溶液在初期与混凝土水化反应提供的钙离子交联成膜的作用，从而在所述表面强化材料充分渗入混凝土材料中后，再使海藻酸钠交联成膜，从而在混凝土材料与脱模基底材料层之间形成隔离层，由于该隔离层与脱模基底材料层之间非常容易发生脱附，从而进一步增加了脱模性，提高所述脱模基底材料形成的防粘涂层的使用寿命。同时进入混凝土材料中的海藻酸钠交联成膜后还可以提高防水抗渗性。