Le-su418混凝土脱模剂的研究和应用

周红，廖声金，王伟，李武

（长沙加美乐素化工有限公司，湖南 长沙 410000）

Le-su418混凝土脱模剂的研究和应用

周红，廖声金，王伟，李武

（长沙加美乐素化工有限公司，湖南 长沙 410000）

本文主要介绍了 Le-su418 型混凝土脱模剂的制备以及性能测试。试验结果表明，Le-su418 型混凝土脱模剂表现优秀，绿色环保对身体无害，脱模性能好，而且成膜后稳定性强，不易分层。

混凝土 脱模剂；制备；性能；应用

0 引言

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[1]。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[2]，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，我们研制了一种新的乳化型脱模剂产品——Le-su418 混凝土脱模剂，脱模性能好，而且成膜后稳定性强，克服了长期存放出现分层变质的缺点。经试验表明该产品乳化性能好，绿色环保对身体无害，适宜推广使用。

1 混凝土脱模剂作用机理以及特点

1.1 混凝土脱模剂作用机理

混凝土与模板分离必须克服模板与硬化混凝土之间的粘合力或者是混凝土表面内聚力。脱模剂通过化学或是物理反应消减这种作用，其脱模机理主要通过以下几种方式作用实现[3]：

（1）润滑性：le-su418 乳液脱模剂有优异的润滑性，作用于模板和混凝土之间，减弱其相互的作用力，使其便于脱模。

（2）膜隔离性：le-su418 乳液脱模剂会在模板上形成一层隔离膜，阻隔混凝土与模板的接触，使其便于脱模。

（3）化学作用：Le-su418 乳液脱模剂的化学官能团会与混凝土中的无机离子或基团发生化学反应，生成一层具有隔离混凝土和模板的物质，使其便于脱模。

1.2 Le-su418 混凝土脱模剂的特点

（1）扩散效果好。（2）脱模持续性好。（3）成形物外表面光滑美观。（4）施工简单，拥有易涂布性，再加工性能优越。（5）脱模更加干净。（6）化学稳定性良好，不会与其他混凝土外加剂发生物理或者化学反应。（7）可在短时间内脱模。（8）无刺激气味，无毒。

2 试验及探讨

2.1 主要原材料及仪器设备

2.1.1 主要原材料

（1）合成用原材料油，聚醚多元醇，深圳某贸易有限公司。

（2）乳化剂，山东某化工公司。

（3）催化剂，山东某精细化工公司。

（4）稳定剂，阻锈剂安徽某化工公司。上述试验所用材料均采用工业级材料。

（5）试验用水泥：华新 P·O42.5 水泥，其主要性能指标见表1；试验用砂：黄砂，细度模数为 2.5～3.1，含泥量不高于 1%；试验用石：公称粒径 6～31.5 mm 破碎石且为连续级配；水：生活用自来水，符合 JGJ 63—2006《混凝土用水标准》规定的拌合用水要求。

表1 华新 P·O42.5 水泥主要指标 %

2.1.2 主要仪器设备

电炉；电子节能控温仪；电子天平；混凝土试验用搅拌机；真空干燥箱；高速乳化机；增力电动搅拌器。

2.2 试验步骤

原料：原材料油和聚醚多元醇。分散体系：水。其他：乳化剂、稳定剂、助剂、阻锈剂等。

详细步骤如下：

（1）预乳化：先计算用料，然后将称好的原材料油与聚醚多元醇加入到三口烧瓶中，启搅拌器，缓慢地滴加油溶性乳化剂，使乳化剂完全均匀分散于乳液中。这时加入事先计量好的稳定剂，加速搅拌。

（2）成品乳液母液形成：将乳化过的催化剂、溶有水溶性乳化剂的试剂一起缓慢加入到高速分散搅拌下的预乳化体系中，直至形成稳定的乳化相，继续搅拌 30min，同时继续加入乳化水，加高转速，再搅拌 30min。

（3）加入阻锈剂及助剂，便制备成 Le-su418 乳液脱模剂。

2.3 产品基本的技术性能

2.3.1 不同乳化剂对脱模剂稳定性的影响

脱模剂乳液的一项重要指标是稳定性。稳定性差的脱模剂涂覆于模板后会造成成膜厚度不均，严重影响脱模效果，造成混凝土试件表面缺陷[4]。Le-su418 乳液制备的关键在于乳化剂的选择，每种乳化剂都具有不同的 HLB 值。若制备稳定的乳液，要使所选的一种或多种乳化剂的 HLB 值尽量与被乳化的物质相等或接近，才能达到最好的效果[5]。原材料油HLB 测定值为 9 左右，表面活性剂分别选择 S1、S2、S3、S4、P1、P2、P3 等作为乳化剂，原材料油含量为 25%，在乳化剂用量为 2.8%，乳化时间 50min，搅拌速度 1000r/min 的条件下制得 Le-su 乳液。将产品进行稀释到使用浓度，用比色管取稀释液 20mL，在 25℃ 常温环境下静置 24h，观察其在户外光照下乳液是否稳定，有无分层明显现象。试验所用各项乳化剂对乳液稳定性的影响如表2 所示。

表2 不同乳化剂对乳液稳定性的影响

由表2 可知，乳化剂的 HLB 值与被乳化的物质相差较远，则乳化效果较差，当乳化剂的 HLB 值与被测乳化的物质相接近时，则乳化效果较好。由上述表格数据可得：S1+P2的组合效果最好，乳液体系均匀，不分层； S1+P3 有极少分层；其它的组合稳定性较差。原因在于阴离子表面活性剂的电离作用使其带有的电荷，于是微小的油滴将会受到静电作用而相互排斥，使其不易集聚，从而使乳液稳定。

2.3.2 市场上几类常见脱模剂的安全和健康性能与 le-su418 乳液脱模剂对比

本文选取了市场上几类常见脱模剂的安全和健康性能与le-su418 对比，结果见表3。

从表3 可以看出，Le-su418 脱模剂安全和健康性能相比于其他常见脱模剂有着明显的优异性，其他两种脱模剂不仅仅是对施工人员的皮肤和呼吸道有刺激性，而且其挥发出来的有毒物质会积累在施工人员体内，对其造成潜在的生理威胁。同时机油和矿物油可燃，存在着消防危险，而 Le-su 乳液不可燃，免除了施工工人的安全威胁。

表3 不同种类脱模剂的安全与对人体健康影响

2.3.3 市场上几类常见脱模剂与 le-su418 乳液脱模剂的脱模效果对比

乳液型混凝土脱模剂其基本作用机理即润滑、隔离作用。制备乳液型脱模剂，成膜物质、乳化剂、辅助剂是其主要组成部分。为了降低界面张力，脱膜剂成膜物质要选择摩擦系数小、分子间引力不大的油性材料，亦可选择具有长链的低分子或高分子材料[6]。

从表4 中可以看出，从脱模性能来看，柴油乳液较差。其严重污染混凝土表面，造成混凝土表面缺陷。从模板的腐蚀情况来看，油类脱模剂则不锈蚀模板，蜡系脱模剂易造成钢模板生锈；而 Le-su418 脱模性能最好，其可自然脱模，混凝土试件表面光滑平整，混凝土粘附量小。对混凝土只有极轻微的污染，显然这是一种极具综合性优势的绿色环保安全的混凝土脱模剂。

图1 所示为柴油 (A)、液体石蜡 (B)、Le-su418 (C) 三种乳液脱模剂脱模后的混凝土试件照片。从实际效果图中可以明显观察到 Le-su418 的优势。

图1 使用三种不同脱模剂后的混凝土试件

2.3.4 不同浓度 Le-su418 乳液脱模剂效果对比

表4 几种乳液脱模剂的性质与脱模效果比较

Le-su418 脱模剂具有不锈蚀模具、自然脱模、成膜均匀等优点，试验制得混凝土试块表面无缺陷，外表美观、光滑平整，但是不同的浓度下其脱模效果也不近相同，存在一个最佳施工浓度。图2 含量分别 10% 和 20% 的 Le-su418 的乳液脱模后的混凝土试块图片。图3 为脱模后的模具对比。

图2 不同含量 Le-su418 的乳液脱模效果比较

图3 不同 Le-su418 的乳液含量脱模模具比较

从图2 及 3 可以看出，10% 和 20% 的 Le-su418 乳液用作脱模剂，均能得到表面无缺陷，外表美观，光滑平整的试块，从模具底面来看，混凝土粘附量也大致相同，试验说明单纯地提高 Le-su418 的固含量，并不能提升脱模效果，减少混凝土的粘附量。同时也说明 Le-su418 乳液脱模剂所需要的掺量较小，可达到节约施工方成本的作用。

2.3.5 乳液稀释倍数对 Le-su418 乳液脱模剂的脱模性能的影响

乳液型脱模剂原液可以使用，但通常更多情况下还是采取用水稀释过后的乳液作为脱模剂。C. Djelal 等人研究了油类脱模剂的油膜厚度对于混凝土脱模效果的影响，并指出当油膜厚度为 1～2 微米时，就足可以得到一个高质量的表面效果[7]。将乳液稀释后，能有效的降低油的含量，进而能够很好的控制油膜的厚度，减轻脱模剂对混凝土表面的污染，还可以进一步的降低施工成本。但是若是稀释过度，导致油膜较薄，无法获得脱模所需的隔离效果，会导致脱模效果不佳，严重时更会导致混凝土构件折损。因此在稀释使用乳液脱模剂时是存在一个最佳的稀释浓度的，这需要靠试验来进行确定。

试验选用最佳制备工艺条件下的 10% 固含量的 Le-su418乳液作为脱模剂原液，按照表5 进行稀释试验，所得结论见表5。

如表5 所示可以看出，随着稀释倍数增加，成膜时间也随之增加。这是由于乳液脱模剂水分含量增加后所需要的干燥时间也随之增加，并且所需要的脱模力也随着稀释倍数增加而增加，从试验结果可以得知在 1:2 稀释倍数时，所得试块的混凝土粘附量符合混凝土行业标准，经济成本也较原液大大降低，同时也满足工地施工要求。

表5 稀释倍数对乳液脱模剂性能影响

3 结语

（1）在环境保护和维护工人的健康和安全方面 Le-su418乳液脱模剂较矿物油基脱模剂有绝对的优势。在环境保护的时代用环保型的 Le-su418 乳液脱模剂代替矿物油基脱模剂是大势所趋，虽然目前 Le-su418 脱模剂这类型的市场份额还很小但是 Le-su418 乳液脱模剂取代矿物油基脱模剂是必然的。

（2）试验证明，蜡系脱模剂易造成钢模板生锈且固体石蜡乳液不易涂布均匀；柴油乳液脱模性能较差且柴油乳液严重污染混凝土表面；Le-su418 乳液脱模剂脱模性能较好，但对混凝土表面有极轻微的污染。

（3）分别制备 10% 及 20% 的 Le-su418 乳液脱模剂进行脱模试验，结果表明提高 Le-su418 乳液脱模剂固含量的并不能提高脱模性能，反而会因油膜过厚影响混凝土表面的质量等级。

（4）试验结果表明，不同稀释比例的 Le-su418 乳液脱模剂随着稀释比例增大，水分的增加导致了模具干燥时间的延长，增长脱模时间，但是在合适比例下可以基本满足实际工程的要求。

[1] 王少勤．混凝土成型用脱模剂[J]．化学推进剂与高分子材料，1988(1): 52-53．

[2] 傅俊惠．混凝土脱模剂应用技术[J]．中国港湾建设，1991(5): 38-39．

[3] 施惠生，孙振平，邓恺．混凝土外加剂实用技术大全[M].北京：中国建材工业出版社．2007: 217-218．

[4] 赵鹤翔．环保混凝土脱模剂的合成研究[D]．合肥工业大学[A]．2012．

[5] 尉小明，赵庆峰，沈光伟，等．稠油乳化HLB值测定新方法及其应用研究[J]．钻采工艺，2003(2): 84-85．

[6] 曹同玉，刘庆普，胡金生．聚合物乳液合成原理性能及应用[M]．化学工业出版社，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.

［通讯地址］湖南省株洲市渌口工业园 B 区 7 号株洲加美乐素建材有限公司（412000）

周红（1989—），女，籍贯湖南，湖南工学院，主要从事混凝土外加剂开发。