Le-su418混凝土脫模劑的研究和應用

周紅，廖聲金，王偉，李武

（長沙加美樂素化工有限公司，湖南 長沙 410000）

Le-su418混凝土脫模劑的研究和應用

周紅，廖聲金，王偉，李武

（長沙加美樂素化工有限公司，湖南 長沙 410000）

本文主要介紹了 Le-su418 型混凝土脫模劑的制備以及性能測試。試驗結果表明，Le-su418 型混凝土脫模劑表現優秀，綠色環保對身體無害，脫模性能好，而且成膜后穩定性強，不易分層。

混凝土 脫模劑；制備；性能；應用

0 引言

近年來，國內正在推進新型城鎮化建設，不少地方面臨拆遷重建，棚戶區住房改造，城市高層建筑不斷增多；對外，高鐵、“一帶一路”等項目大規模開展。我國建筑工程不斷發展，其規模也在逐漸擴大，對建筑材料需求巨大，當今混凝土材料是現代工業和建筑中的最為重要的要素之一，相應地人們提出了更高的要求。近年來，我國一直堅持走可持續發展路線，所以要將綠色環保理念加入到混凝土材料中。建筑是一種工藝與藝術的結合，隨著時代的發展人們對建筑外觀的更高，所以既要保證混凝土構筑物結構的安全可靠，還要求建筑外表的藝術美觀，于是混凝土脫模劑應運而生。長期以來，國內主要采用機油、廢機油、乳化機油、皂化動植物油下腳料等作為脫模劑[1]。此類脫模劑雖然脫模較好，但涂覆后的干燥時間較長，極易沾污施工操作人員的衣物和污染鋼筋，混凝土硬化拆模后，構筑物的表面也常常有油斑，影響了混凝土表面的美觀，并且對混凝土表面的后期裝飾，譬如刷漿、油漆、抹灰等裝飾層的粘結帶來十分不利的影響[2]，不被混凝土界所喜歡。近年來，新結構、新工藝、新材料在重點工程中的應用不斷增多，對脫模劑的質量要求也越來越高。但是就目前來說，快干成膜、無油浸、無污染、裝飾質量好的新型脫模劑推廣應用的比較少。

根據脫模劑的市場狀況和用戶需求，我們研制了一種新的乳化型脫模劑產品——Le-su418 混凝土脫模劑，脫模性能好，而且成膜后穩定性強，克服了長期存放出現分層變質的缺點。經試驗表明該產品乳化性能好，綠色環保對身體無害，適宜推廣使用。

1 混凝土脫模劑作用機理以及特點

1.1 混凝土脫模劑作用機理

混凝土與模板分離必須克服模板與硬化混凝土之間的粘合力或者是混凝土表面內聚力。脫模劑通過化學或是物理反應消減這種作用，其脫模機理主要通過以下幾種方式作用實現[3]：

（1）潤滑性：le-su418 乳液脫模劑有優異的潤滑性，作用于模板和混凝土之間，減弱其相互的作用力，使其便于脫模。

（2）膜隔離性：le-su418 乳液脫模劑會在模板上形成一層隔離膜，阻隔混凝土與模板的接觸，使其便于脫模。

（3）化學作用：Le-su418 乳液脫模劑的化學官能團會與混凝土中的無機離子或基團發生化學反應，生成一層具有隔離混凝土和模板的物質，使其便于脫模。

1.2 Le-su418 混凝土脫模劑的特點

（1）擴散效果好。（2）脫模持續性好。（3）成形物外表面光滑美觀。（4）施工簡單，擁有易涂布性，再加工性能優越。（5）脫模更加干凈。（6）化學穩定性良好，不會與其他混凝土外加劑發生物理或者化學反應。（7）可在短時間內脫模。（8）無刺激氣味，無毒。

2 試驗及探討

2.1 主要原材料及儀器設備

2.1.1 主要原材料

（1）合成用原材料油，聚醚多元醇，深圳某貿易有限公司。

（2）乳化劑，山東某化工公司。

（3）催化劑，山東某精細化工公司。

（4）穩定劑，阻銹劑安徽某化工公司。上述試驗所用材料均采用工業級材料。

（5）試驗用水泥：華新 P·O42.5 水泥，其主要性能指標見表1；試驗用砂：黃砂，細度模數為 2.5～3.1，含泥量不高于 1%；試驗用石：公稱粒徑 6～31.5 mm 破碎石且為連續級配；水：生活用自來水，符合 JGJ 63—2006《混凝土用水標準》規定的拌合用水要求。

表1 華新 P·O42.5 水泥主要指標 %

2.1.2 主要儀器設備

電爐；電子節能控溫儀；電子天平；混凝土試驗用攪拌機；真空干燥箱；高速乳化機；增力電動攪拌器。

2.2 試驗步驟

原料：原材料油和聚醚多元醇。分散體系：水。其他：乳化劑、穩定劑、助劑、阻銹劑等。

詳細步驟如下：

（1）預乳化：先計算用料，然后將稱好的原材料油與聚醚多元醇加入到三口燒瓶中，啟攪拌器，緩慢地滴加油溶性乳化劑，使乳化劑完全均勻分散于乳液中。這時加入事先計量好的穩定劑，加速攪拌。

（2）成品乳液母液形成：將乳化過的催化劑、溶有水溶性乳化劑的試劑一起緩慢加入到高速分散攪拌下的預乳化體系中，直至形成穩定的乳化相，繼續攪拌 30min，同時繼續加入乳化水，加高轉速，再攪拌 30min。

（3）加入阻銹劑及助劑，便制備成 Le-su418 乳液脫模劑。

2.3 產品基本的技術性能

2.3.1 不同乳化劑對脫模劑穩定性的影響

脫模劑乳液的一項重要指標是穩定性。穩定性差的脫模劑涂覆于模板后會造成成膜厚度不均，嚴重影響脫模效果，造成混凝土試件表面缺陷[4]。Le-su418 乳液制備的關鍵在于乳化劑的選擇，每種乳化劑都具有不同的 HLB 值。若制備穩定的乳液，要使所選的一種或多種乳化劑的 HLB 值盡量與被乳化的物質相等或接近，才能達到最好的效果[5]。原材料油HLB 測定值為 9 左右，表面活性劑分別選擇 S1、S2、S3、S4、P1、P2、P3 等作為乳化劑，原材料油含量為 25%，在乳化劑用量為 2.8%，乳化時間 50min，攪拌速度 1000r/min 的條件下制得 Le-su 乳液。將產品進行稀釋到使用濃度，用比色管取稀釋液 20mL，在 25℃ 常溫環境下靜置 24h，觀察其在戶外光照下乳液是否穩定，有無分層明顯現象。試驗所用各項乳化劑對乳液穩定性的影響如表2 所示。

表2 不同乳化劑對乳液穩定性的影響

由表2 可知，乳化劑的 HLB 值與被乳化的物質相差較遠，則乳化效果較差，當乳化劑的 HLB 值與被測乳化的物質相接近時，則乳化效果較好。由上述表格數據可得：S1+P2的組合效果最好，乳液體系均勻，不分層； S1+P3 有極少分層；其它的組合穩定性較差。原因在于陰離子表面活性劑的電離作用使其帶有的電荷，于是微小的油滴將會受到靜電作用而相互排斥，使其不易集聚，從而使乳液穩定。

2.3.2 市場上幾類常見脫模劑的安全和健康性能與 le-su418 乳液脫模劑對比

本文選取了市場上幾類常見脫模劑的安全和健康性能與le-su418 對比，結果見表3。

從表3 可以看出，Le-su418 脫模劑安全和健康性能相比于其他常見脫模劑有著明顯的優異性，其他兩種脫模劑不僅僅是對施工人員的皮膚和呼吸道有刺激性，而且其揮發出來的有毒物質會積累在施工人員體內，對其造成潛在的生理威脅。同時機油和礦物油可燃，存在著消防危險，而 Le-su 乳液不可燃，免除了施工工人的安全威脅。

表3 不同種類脫模劑的安全與對人體健康影響

2.3.3 市場上幾類常見脫模劑與 le-su418 乳液脫模劑的脫模效果對比

乳液型混凝土脫模劑其基本作用機理即潤滑、隔離作用。制備乳液型脫模劑，成膜物質、乳化劑、輔助劑是其主要組成部分。為了降低界面張力，脫膜劑成膜物質要選擇摩擦系數小、分子間引力不大的油性材料，亦可選擇具有長鏈的低分子或高分子材料[6]。

從表4 中可以看出，從脫模性能來看，柴油乳液較差。其嚴重污染混凝土表面，造成混凝土表面缺陷。從模板的腐蝕情況來看，油類脫模劑則不銹蝕模板，蠟系脫模劑易造成鋼模板生銹；而 Le-su418 脫模性能最好，其可自然脫模，混凝土試件表面光滑平整，混凝土粘附量小。對混凝土只有極輕微的污染，顯然這是一種極具綜合性優勢的綠色環保安全的混凝土脫模劑。

圖1 所示為柴油 (A)、液體石蠟 (B)、Le-su418 (C) 三種乳液脫模劑脫模后的混凝土試件照片。從實際效果圖中可以明顯觀察到 Le-su418 的優勢。

圖1 使用三種不同脫模劑后的混凝土試件

2.3.4 不同濃度 Le-su418 乳液脫模劑效果對比

表4 幾種乳液脫模劑的性質與脫模效果比較

Le-su418 脫模劑具有不銹蝕模具、自然脫模、成膜均勻等優點，試驗制得混凝土試塊表面無缺陷，外表美觀、光滑平整，但是不同的濃度下其脫模效果也不近相同，存在一個最佳施工濃度。圖2 含量分別 10% 和 20% 的 Le-su418 的乳液脫模后的混凝土試塊圖片。圖3 為脫模后的模具對比。

圖2 不同含量 Le-su418 的乳液脫模效果比較

圖3 不同 Le-su418 的乳液含量脫模模具比較

從圖2 及 3 可以看出，10% 和 20% 的 Le-su418 乳液用作脫模劑，均能得到表面無缺陷，外表美觀，光滑平整的試塊，從模具底面來看，混凝土粘附量也大致相同，試驗說明單純地提高 Le-su418 的固含量，并不能提升脫模效果，減少混凝土的粘附量。同時也說明 Le-su418 乳液脫模劑所需要的摻量較小，可達到節約施工方成本的作用。

2.3.5 乳液稀釋倍數對 Le-su418 乳液脫模劑的脫模性能的影響

乳液型脫模劑原液可以使用，但通常更多情況下還是采取用水稀釋過后的乳液作為脫模劑。C. Djelal 等人研究了油類脫模劑的油膜厚度對于混凝土脫模效果的影響，并指出當油膜厚度為 1～2 微米時，就足可以得到一個高質量的表面效果[7]。將乳液稀釋后，能有效的降低油的含量，進而能夠很好的控制油膜的厚度，減輕脫模劑對混凝土表面的污染，還可以進一步的降低施工成本。但是若是稀釋過度，導致油膜較薄，無法獲得脫模所需的隔離效果，會導致脫模效果不佳，嚴重時更會導致混凝土構件折損。因此在稀釋使用乳液脫模劑時是存在一個最佳的稀釋濃度的，這需要靠試驗來進行確定。

試驗選用最佳制備工藝條件下的 10% 固含量的 Le-su418乳液作為脫模劑原液，按照表5 進行稀釋試驗，所得結論見表5。

如表5 所示可以看出，隨著稀釋倍數增加，成膜時間也隨之增加。這是由于乳液脫模劑水分含量增加后所需要的干燥時間也隨之增加，并且所需要的脫模力也隨著稀釋倍數增加而增加，從試驗結果可以得知在 1:2 稀釋倍數時，所得試塊的混凝土粘附量符合混凝土行業標準，經濟成本也較原液大大降低，同時也滿足工地施工要求。

表5 稀釋倍數對乳液脫模劑性能影響

3 結語

（1）在環境保護和維護工人的健康和安全方面 Le-su418乳液脫模劑較礦物油基脫模劑有絕對的優勢。在環境保護的時代用環保型的 Le-su418 乳液脫模劑代替礦物油基脫模劑是大勢所趨，雖然目前 Le-su418 脫模劑這類型的市場份額還很小但是 Le-su418 乳液脫模劑取代礦物油基脫模劑是必然的。

（2）試驗證明，蠟系脫模劑易造成鋼模板生銹且固體石蠟乳液不易涂布均勻；柴油乳液脫模性能較差且柴油乳液嚴重污染混凝土表面；Le-su418 乳液脫模劑脫模性能較好，但對混凝土表面有極輕微的污染。

（3）分別制備 10% 及 20% 的 Le-su418 乳液脫模劑進行脫模試驗，結果表明提高 Le-su418 乳液脫模劑固含量的并不能提高脫模性能，反而會因油膜過厚影響混凝土表面的質量等級。

（4）試驗結果表明，不同稀釋比例的 Le-su418 乳液脫模劑隨著稀釋比例增大，水分的增加導致了模具干燥時間的延長，增長脫模時間，但是在合適比例下可以基本滿足實際工程的要求。

[1] 王少勤．混凝土成型用脫模劑[J]．化學推進劑與高分子材料，1988(1): 52-53．

[2] 傅俊惠．混凝土脫模劑應用技術[J]．中國港灣建設，1991(5): 38-39．

[3] 施惠生，孫振平，鄧愷．混凝土外加劑實用技術大全[M].北京：中國建材工業出版社．2007: 217-218．

[4] 趙鶴翔．環保混凝土脫模劑的合成研究[D]．合肥工業大學[A]．2012．

[5] 尉小明，趙慶峰，沈光偉，等．稠油乳化HLB值測定新方法及其應用研究[J]．鉆采工藝，2003(2): 84-85．

[6] 曹同玉，劉慶普，胡金生．聚合物乳液合成原理性能及應用[M]．化學工業出版社，1997: 175-176．

[7] Djelal, C.; Vanhove, Y.; Chambellan, D.; Brisset, P. Influence of the Application method of release agents on thickness of mould oils[J], Materials and Structures, 2009,43(5): 687-698.

［通訊地址］湖南省株洲市淥口工業園 B 區 7 號株洲加美樂素建材有限公司（412000）

周紅（1989—），女，籍貫湖南，湖南工學院，主要從事混凝土外加劑開發。