用于混凝土外加剂的输送装置及延缓混凝土的表面部分的凝结的方法与流程

用于混凝土外加剂的输送装置及延缓混凝土的表面部分的凝结的方法
1.本发明涉及一种输送装置，具体地说涉及一种用于以含有外加剂的水溶性膜的形式将外加剂输送到混凝土的装置。
2.钢筋混凝土是一种在建筑行业中经常使用的建筑材料。它由骨料与液体水泥黏合在一起而构成，随着干燥而固化。与例如钢等其它建筑材料相比，钢筋混凝土的一个优点是可以在施工过程中对混凝土进行雕刻。这通常是通过将湿混凝土倒入模板中来实现的，模板是一种容器或模具，旨在使混凝土具有所需的形状。模板通常是临时的，一旦混凝土充分硬化就拆除。
3.外加剂是一种添加到混凝土中以提高其质量、可管理性、凝结时间或提供额外特性的材料。
4.本发明具体涉及将外加剂输送到混凝土的表面部分。通常需要外加剂只影响混凝土的表面部分，例如当接合两块混凝土时，或当表面需要与大块混凝土不同的性质时，所述性质例如额外硬度、防水性或者经装饰或成形的表面。为了实现这种表面效果，常规方法包含通过涂漆、滚压或喷涂将外加剂施加到模板。
5.在混凝土中使用外加剂时需要考虑两个问题。第一个问题，采用相对少量的外加剂；典型用量为水泥质量的5％。为此，为了确保外加剂发挥其所需的效果，重要的是向混凝土混合物中输送精确测量量的外加剂。
6.第二个问题，混凝土制作对时间敏感。一旦配料混合，混凝土就必须在硬化之前放置到适当位置。因此，外加剂通常在混合过程之前或期间立即添加到混凝土中。
7.用于将预测量量的外加剂输送到混凝土的方法是已知的。例如，us 5120367描述了包含在水溶性容器中的外加剂，当将容器及其内容物引入湿式混合器并搅拌一段时间时，水溶性容器溶解并且内容物释放到湿式混合器中。
8.然而，所述文件描述了影响整批混凝土的外加剂输送。所述外加剂输送不适用于混凝土表面部分需要以不同于其余混凝土的方式进行处理情况下的外加剂施加。
9.ep 3512677公开了一种用于定向输送混凝土外加剂的构件，所述构件包括由水溶性材料形成的片材，所述片材具有多个在两个横向维度上跨片材表面延伸的多个密封袋，每个袋包含一定量的外加剂。
10.这些先前的方法只能部分地解决上述问题。首先，尽管这些方法能够输送预定量的混合物，但它们仍需要单独的预测量步骤。此外，水溶性容器或袋的先前方法并不能完全解决输送外加剂的时间敏感性问题，这是因为容器或袋本身就对时间敏感，在储存、运输过程中或在倒入混凝土之前附接到模板时，容易发生溶解或变质。us 5120367通过建议可使用单独的不溶于水的收容器来容纳和保护具有外加剂的水溶性容器而指出了这一问题。这给外加剂输送过程增加了另外的步骤，从而增加了另外的成本。
11.本发明通过在具有可移除保护衬层的水溶性材料膜中加入外加剂来解决现有问题。这样，就不需要单独的预测量步骤；并且所述膜既有耐候性又基本上对时间不敏感。
12.因此，本发明提供了一种用于混凝土外加剂的输送装置，所述装置包括水溶性材
料制成的输送膜，所述膜内装有混凝土外加剂，所述膜具有第一表面和第二表面，所述第一表面具有用以将所述膜附接到用于混凝土的模板的构件，并且所述第二表面具有保护衬层，所述保护衬层是可移除的，以便使得所述混凝土中的水溶解所述膜并使所述外加剂释放到所述混凝土中。
13.水溶性材料适宜地是水溶性聚合物成膜材料。优选的水溶性材料是聚乙烯醇。其它聚合成物成膜材料包含聚氧化乙烯。水溶性材料还可以是纤维素或泡沫。
14.输送膜的第一表面是附接到模板的表面。附接构件适宜地是粘合层，优选地包括压敏粘合剂，所述粘合剂是需要轻微压力以确保与模板黏合的粘合剂。压敏粘合剂通常由粘弹性聚合物制成，可以包括丙烯酸酯聚合物、天然橡胶、合成热塑性弹性体或聚硅氧橡胶。
15.粘合层可以直接涂覆在输送膜的第一表面上。然而，优选地，将粘合层施加到粘合支撑膜上，输送膜涂覆在所述粘合支撑膜上。例如，输送膜的成分可以在溶液中结合；并且溶液喷涂到粘合支撑膜的非粘合表面上。
16.可以在粘合层上提供粘合剥离衬层，以防止使用前粘合。粘合剥离衬层可以是可剥离片材，其允许粘合层在需要时暴露。
17.输送膜的第二表面具有膜保护衬层，用以防止膜的水溶性材料过早地接触水。取决于形成输送膜的水溶性材料的粘合性质，膜保护衬层可以是在一侧具有或不具有自粘层的塑料片材。
18.水溶性材料制成的输送膜并有所述外加剂。适当地，外加剂细碎成粉末或粉碎形式并分布在整个膜材料中，优选均匀地分布。以此方式，可以通过将膜切割成所需长度来施加所需量的外加剂，从而避免需要称重或从体积上测量外加剂成分的配料。
19.水溶性材料制成的输送膜和外加剂足够灵活，以便适应模板的形状。
20.用本发明的输送膜处理的混凝土的表面部分适当地距表面3mm至5mm的深度，优选地距表面3mm至4mm的深度。
21.输送膜的厚度足以影响混凝土的表面部分，而不影响混凝土的其余部分。适当地，所述膜的厚度可以为50微米至500微米，优选地100微米至300微米，例如约200微米。
22.输送膜的第二表面上的膜保护衬层和输送膜的第一表面上的粘合层上的粘合剥离衬层适当地为100微米至300微米厚，例如约200微米厚。优选地，膜保护衬层和粘合剥离衬层延伸超出膜或粘合层的长度或侧以形成抓握部分，这些抓握部分是非粘合性的并且任选地被加固，以辅助从膜和粘合层上移除衬层。
23.输送膜可以预先切割的长度提供，其形状适合于其要附接到的模板部分。例如，输送膜可以呈细长长度的形式，或者呈具有正方形、矩形、圆形或其它合适形状的板材形式。预切割长度的膜保护衬层和粘合剥离衬层可以具有如上所述的非粘合性抓握延伸部。
24.或者，膜可以卷的形式提供。在这种情况下，可以通过比输送膜更宽的膜保护衬层和/或粘合剥离衬层来提供抓握延伸部，使得它们在膜的每个区段被切割时形成横向延伸部。当膜以卷的形式提供时，粘合层上可能没有粘合剥离衬层，这是因为粘合层将与膜保护衬层的外表面相邻。在这种情况下，粘合层与输送膜的第一表面的粘合力应强于粘合层与膜保护衬层的外表面的粘合力。以此方式，输送膜可以从卷形式展开，其中膜保护衬层位于输送膜上的适当位置，并且粘合层暴露以便附接到模板。
25.根据所需特性，可以在本发明的装置中使用任何类型的外加剂。最常用且因此最适合用于本发明的两种外加剂是缓凝剂和促进剂。优选地，所使用的外加剂是缓凝剂。
26.由于在本发明中使用的外加剂仅被输送到混凝土的表面部分，因此需要的外加剂量比通常施加到整批混凝土的外加剂量要少。例如，本发明的用于处理1立方米混凝土或1平方米混凝土表面的输送膜中的外加剂重量适当地为5g至30g，优选地10g至20g。
27.缓凝剂用于延缓混凝土开始凝结过程时发生的水化反应。合适的缓凝剂包含蔗糖、葡萄糖、羟基化羧酸(例如，葡糖酸、柠檬酸和酒石酸)及其盐、木质素磺酸盐、膦酸盐、木质素、硼酸盐(例如，硼砂)。优选的缓凝剂是木质素磺酸盐，尤其是木质素磺酸钠。
28.促进剂加速混凝土的水化作用。合适的促进剂包含氯化钙、硝酸钙、亚硝酸钙、硝酸钠、甲酸钙、三乙醇胺和硫氰酸钠。
29.硬化剂或稠化剂有助于进一步硬化混凝土并且包含氟硅酸盐，例如氟硅酸钠、氟硅酸钾、氟硅酸锂或氟硅酸镁。
30.增塑剂改善了混凝土的和易性和抗压强度。它们增强了混凝土的保水能力，并降低了水从表面蒸发的速率。增塑剂的用量通常约为水泥重量的1％。更大量的增塑剂会降低强度并导致混凝土过度离析。合适的增塑剂包含聚乙二醇，特别是其低分子量等级，例如聚乙二醇400，其具有380g/mol-420g/mol的分子质量。
31.其它外加剂包含例如，引气剂、黏合剂、腐蚀抑制剂、结晶外加剂、颜料和泵送助剂。
32.适当地，本发明的输送膜中可以存在两种或更多种外加剂。外加剂的优选组合是增塑剂与促进剂的混合物以及增塑剂与缓凝剂的混合物，例如作为增塑剂的聚乙二醇与作为缓凝剂的木质素磺酸盐的混合物。
33.本发明的输送膜可以通过常规成膜方法制造，例如通过挤压。膜保护衬层和粘合剥离衬层是市售的。
34.为了制备本发明的输送装置，可以任何合适的次序组合装置的各组件。在一种优选方法中，将粘合层施加到粘合支撑膜的一个表面上。通过制备输送膜配料的溶液并用所述溶液涂覆粘合支撑膜的非粘合表面来形成输送膜。接着将粘合剥离衬层施加到粘合层的相对表面。最后，将膜保护衬层施加到输送膜的暴露表面。
35.在使用中，输送膜的第一表面优选地借助于具有粘合剥离衬层的粘合层附接到模板。粘合剥离衬层剥离掉以暴露粘合层，然后用于通过使用牢固的手压将输送膜和保护衬层附接到模板。输送膜可以在模板组装之前或之后进行附接，从而使得要进行的施工工作更灵活。
36.调整输送膜的长度和形状以适应模板的形状，以实现所需的外加剂在混凝土的表面部分的分布。这可能是均匀分布，也可能通过所需的图案、颜料或装饰特征确定。
37.一旦输送膜附接到模板，并且膜保护衬层位于适当位置，则所述膜既有耐候性又基本上对时间不敏感。当需要倾倒混凝土时，膜保护衬层从输送膜的第二表面剥离，所述第二表面随后暴露于混凝土。水泥中的水溶解了输送膜，使外加剂得以释放并发挥其对混凝土表面的作用。
38.使用本发明的输送膜将外加剂专门输送到混凝土的表面部分的优点随所使用外加剂的类型而变化。
39.在本输送膜中使用促进剂使混凝土的表面首先硬化，从而减少对骨料正上方的更精细材料(被称为晶格)的损坏并保护施工完成时可见的重要表面特征，例如拐角、凹槽角和螺栓孔。如果在整批混凝土中添加促进剂，则可能会削弱混凝土混合物的强度。但是，如果仅在表面添加促进剂以首先保护关键特征，则可以在其余混凝土完全硬化之前拆除模板。
40.在仅表面应用中使用硬化剂可保护表面免受风化。与促进剂一样，在整批混凝土中添加硬化剂，会对混凝土混合物的强度产生不一致的影响。
41.防锈剂通常仅在混凝土的表面处是需要的，并且在要使用混凝土的地方(例如，在水处理设施中)可能很有用。
42.颜料和染料同样通常仅在混凝土的表面部分中是需要的。过将颜料和染料施加到表面，可以在混凝土的整个表面上产生恒定的颜色，或产生通过向整批混凝土中添加颜料或染料无法实现的彩色表面图案。
43.使用缓凝剂作为输送膜内的外加剂是本发明的优选实施例。使用缓凝剂处理混凝土的表面部分的主要好处是能够减慢表面部分的凝结时间，从而能够手动清除表面水泥浆并暴露混凝土的骨料，而不会影响下层混凝土的凝结时间。这适用于创建施工缝以及产生装饰性表面效果、刻字和编号。
44.本发明的包含缓凝剂作为外加剂的输送装置已展现出出人意料的有利性质，从而提供比其它方法可能实现的更长的缓凝时间。
45.尽管本发明不限于特定机构，但据信当输送膜溶解并释放缓凝剂时，它会从混凝土的表面部分吸收水。由于水是硬化过程所必需的，因此表面部分没有水会有效地使凝结过程完全中断长达72小时，直到大气中的水分能够使表面硬化为止。
46.本发明通过以下输送膜和输送装置的具体实例进一步说明。
47.实例1-输送膜
48.使用以下成分制备输送膜：
[0049][0050]
将所述成分组合、熔化并引入到挤压机器中以形成厚度为200微米的塑料膜。
[0051]
实例2-输送装置
[0052]
现将参考附图描述本发明的实施例，在附图中：
[0053]
图1是本发明的输送装置的横截面侧视图；
[0054]
图2是输送装置的横截面端视图，示出了横向抓握部分。
[0055]
参考图1，输送装置包括水溶性输送膜1，其具有第一表面1a和第二表面1b。膜含有如实例1所描述的成分，包含缓凝剂和增塑剂。输送膜1是通过将实例1所述的溶液涂覆到粘合支撑膜2的表面上而形成的，所述粘合支撑膜具有涂覆在另一表面上的粘合层2a。以此方式，输送膜的第一表面1a黏合到粘合层2a，这提供了用以将输送膜1附接到模板的方式。粘合层2a包括压敏粘合剂；并且由粘合剥离衬层3覆盖。输送膜1的第二表面1b具有可移除的
膜保护衬层4。
[0056]
在图2中，装置的端视图示出了膜保护衬层4具有横向延伸超出输送膜1的边缘的抓握部分4a。类似地，粘合剥离衬层3具有横向延伸超出粘合支撑膜2和粘合层2a的相对边缘的抓握部分3a。提供抓握部分3a和4a以辅助分别移除衬层3和4。
[0057]
在操作中，粘合剥离衬层3使用抓握部分3a剥离掉，以暴露粘合层2a。这使得输送装置能够使用坚固的手压附接到模板。包含缓凝剂的输送膜1现在借助于保护衬层4而免受风化，并且可以保持在模板上直到准备好添加混凝土为止。当需要倾倒混凝土时，膜保护衬层4使用抓握部分4a剥离掉，以使输送膜1暴露于混凝土。水泥中的水溶解输送膜1以释放成分，并且使缓凝剂对混凝土的表面部分发挥作用。
[0058]
输送装置使混凝土的凝结延缓约72小时，这一时间比已知的混凝土缓凝方法(例如，使用缓凝剂凝胶)长至少三倍。这一延长的时间段允许施工过程更灵活，且因此允许结果得以改进。例如，在不影响下层混凝土的凝结时间的情况下，有时间清除表面水泥浆并暴露混凝土的骨料，从而创建良好的施工。
[0059]
此外，有可能用水软化剩余的混凝土表面，并在三周后将其清除。
[0060]
缓凝剂输送装置通过避免需要使用高压喷射清洗或振动“刮擦”工具而有利于健康，这些工具会使个人暴露于化学品、烟雾、粉尘和蒸汽中。