專利名稱：一種用于混凝土的高效液體防凍劑及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于混凝土的高效液體防凍劑及其制備方法，屬于建筑材料技術領域。
背景技術：
我國的很多地區(qū)冬季施工的混凝土溫度大都在0°C以下，在北方的有些地區(qū)冬季最低氣溫有時達到零下20-30°C，在中部地區(qū)冬季溫度有時也能達到-10°C左右。如果溫度降至混凝土水化水冰點溫度以下，水化水將會結冰進而影響混凝土水化進程，強度發(fā)展緩慢而達不到齡期要求，并且結冰產(chǎn)生冰脹應力使得混凝土內(nèi)部結構破壞，給混凝土的強度、 耐久性帶來不利影響。為了防止在負溫下施工的混凝土遭受凍害，在混凝土拌合物中加入防凍劑是目前普遍使用的一種方法，也是十分有效的一種技術手段。目前防凍劑大體有三類第一類是氯鹽防凍劑，這類防凍劑雖然具有較好的防凍效果，但由于它對鋼筋有強烈腐蝕作用，只能用于無筋混凝土中，所以在施工中已很少應用；第二類是氯鹽阻繡防凍劑，雖然這類防凍劑具有抗凍性能好的特點，但由于在使用時必須嚴格控制氯鹽摻量及阻繡成分的比例，以及他不能用在處于潮濕環(huán)境中使用的混凝土結構、露天結構、混凝土預應力結構等等，因此其應用也受到一定限制；第三類是非氯鹽型防凍劑，目前應用比較廣泛。CN1084147請求保護一種混凝土防凍劑，它有硫酸鈉，氯化鈉，亞硝酸鈉，木質(zhì)磺酸鈣和奈系高效減水劑組成，其特征在于，所述的防凍劑成分配比按重量計為硫酸鈉 1. 2-1. 5%，氯化鈉0. 6-1. 3%，亞硝酸鈉0. 9-1. 5%，木質(zhì)磺酸鈣0. 15-0. 21%，奈系高效減水劑0. 3-0. 7%。該申請的特點是含有較多的氯離子。CN1153753請求保護高效液體混凝土防凍劑，它有乙二醇、尿素、三乙醇胺、十二烷基磺酸鈉、高效減水劑及水六種成分混合而成，各組分的重量構成比為乙二醇尿素 三乙醇胺十二烷基磺酸鈉高效減水劑水=(65 80) (16. 5 30) (2. 2 3.0) (50 120) (50 370)。他不僅具有抗凍性能好、低堿、無氯的特性，而且具有保塑性能良好，生產(chǎn)工藝簡單以及便于自動計量等優(yōu)點。該防凍劑可與多種外加劑、水泥及摻合料相匹配，適應于溫度不低于-15°C的各種混凝土的配制，但該防凍劑的配比較復雜。CN92102097. 5請求保護復合防凍劑由高效減水劑、普通減水劑、高活性組分、載體以及鈉鹽組成，在混凝土中的摻量為4. 0% 7. 0%，鈉鹽含量3. 5% ；該專利中還提到了黑龍江低溫建筑科研所所生產(chǎn)的防凍劑在混凝土中的摻量最高達10%，鈉鹽高達5%。CN96109810. 4介紹的是一種混凝土防凍劑具體配制方法及步驟為在室溫常壓下，先將水加入待定的容器中，先后加入固體成分尿素、十二烷基磺酸鈉和固體高效減水劑，加熱至60°C 79°C。攪拌約10 20分鐘，待固體成分全部溶解后再依次加入液體組分乙二醇、三乙醇胺、乳化液和高效減水劑，并充分攪拌，均勻即得產(chǎn)品。CN200310107019. 8請求保護的防凍劑工藝流程取丙酸與氫氧化鈉及氧化鈉進行中合反應，得到丙酸鈉與原明粉。粉煤灰、木鈣、ABS、阻繡添加劑、三乙醇胺按比例混合，經(jīng)攪拌、干燥，最后制成防凍劑。配方比例(質(zhì)量百分比)丙酸鈉原明粉粉煤灰木鈣ABS 防銹添加劑三乙醇胺=35 25 25 3 1 6.CN1034746請求保護防凍劑的生產(chǎn)方法，它由有機低碳酸與金屬氧化物或氫氧化物或碳酸鹽反應，反應溫度50 80°C，生成了有機低碳酸鹽，以有機低碳酸鹽為防凍組分，再加入早強劑、早強催化劑、添加劑填料、減水劑、引氣劑、阻繡劑等成分，經(jīng)混合、干燥后形成了防凍劑，重量百分配比為有機低碳酸鹽25 45%早強劑4 12%早強催化劑25 35%添加劑填料15 25%減水劑2. 5 5%引氣劑0. 5 1. 0%阻銹劑4 12% .在冬季_20°C時仍可使用。上述防凍劑均能降低水的冰點，并能使混凝土負溫下發(fā)展強度，但是摻量都較高， 對混凝土的耐久性會產(chǎn)生不同程度的不利影響，如氯離子導致鋼筋銹蝕，堿含量過高容易發(fā)生堿骨料反應等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于混凝土的液體防凍劑及其制備方法，該防凍劑可以在-18°c以上的負溫環(huán)境下使用。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術方案是一種用于混凝土的液體防凍劑， 其特征在于它由高效減水劑、甲酸鹽、有機醇胺、碳酸鹽、乙二醇、引氣劑和水制備而成，其中，高效減水劑甲酸鹽有機醇胺碳酸鹽乙二醇引氣劑水的質(zhì)量比=(48 75) (2. 0 7. 6) (1. 2 3. 0) (30 57) (65 92) (0. 8 1. 6) (60 275)。所述的高效減水劑為奈系高效減水劑、聚羧酸減水劑的一種或兩種的混合物(按任意配比的混合)。所述的甲酸鹽為甲酸鈣。所述的有機醇胺為三乙醇胺。甲酸鹽和有機醇胺構成防凍劑的早強組分，其中三乙醇胺根據(jù)實際情況少加，甚至必要時三乙醇胺可用三異丙醇胺來代替。所述的碳酸鹽為碳酸鈉。碳酸鹽與乙二醇構成防凍劑的防凍組分，碳酸鈉，其根據(jù)實際情況可以少加。所述的引氣劑為十二烷基苯磺酸鈉。上述一種用于混凝土的液體防凍劑的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1)按高效減水劑甲酸鹽有機醇胺碳酸鹽乙二醇引氣劑水的質(zhì)量比=(48 75) (2. 0 7. 6) (1. 2 3. 0) (30 57) (65 92) (0. 8 1.6) (60 275)，選取高效減水劑、甲酸鹽、有機醇胺、碳酸鹽、乙二醇、引氣劑和水，備用；2)將高效減水劑放入容器中，加入水總量20 35% (質(zhì)量)的水，加熱至25°C 40°C攪拌至高效減水劑溶解，得到溶液；然后，把碳酸鹽、甲酸鹽加入配制的溶液內(nèi)攪拌 10 20分鐘(使其充分溶解均勻)；最后，把溫度調(diào)至室溫，將剩余的水與有機醇胺、乙二醇和引氣劑加入，攪拌至均勻，靜置至澄清，得到用于混凝土的液體防凍劑。液體防凍劑應用于混凝土，液體防凍劑的加入量為混凝土中膠凝材料用量的 2%-4. 8% (摻量較小)。該防凍劑可以在_18°C以上的負溫環(huán)境下使用。
本防凍劑主要從以下幾個方面對混凝土產(chǎn)生影響(1)減少用水量使混凝土內(nèi)部游離水的數(shù)量減少，降低混凝土內(nèi)部受凍結冰產(chǎn)生的應力，減少混凝土的破壞；(2)降低混凝土內(nèi)部水的冰點，使其內(nèi)部不結冰或少結冰，減少混凝土內(nèi)部水結冰造成的破壞；(3)改善混凝土的孔結構，使混凝土受凍后不能產(chǎn)生負壓水的流動；(4)提高其結構強度，使其在受凍時有一定的強度能抵抗外來的破壞應力，保護混凝土的結構。本發(fā)明的優(yōu)勢在于能顯著降低混凝土的水灰比、改善混凝土內(nèi)部孔結構、降低混凝土內(nèi)部液相水的冰點，從而使混凝土在負溫下能夠繼續(xù)水化，提高混凝土的抗凍性。該防凍劑采用的高效減水劑能顯著降低水灰比，有效保證了混凝土的強度，且制備簡單，是目前冬季混凝土工程施工必須的一種高效液態(tài)防凍劑。本發(fā)明的有益效果是該防凍劑具有抗凍性好、早期強度高、無氯的特性，具有較高的減水率及工作性能。更重要的是該防凍劑在水泥混凝土中的摻量較小，能促進水泥的早期水化速率在提高水泥的早期強度的同時保證了具有較高的后期強度，提高了混凝土的力學性能與耐久性。該防凍劑可以在_18°C以上的負溫環(huán)境下使用。
具體實施例方式為了更好的解釋本發(fā)明，以下結合具體實施例進一步闡述本發(fā)明的主要內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于以下實施例。實施例1 —種用于混凝土的液體防凍劑的制備方法，它包括如下步驟，1)參照下列質(zhì)量比例配料
權利要求
1.一種用于混凝土的高效液體防凍劑，其特征在于它由高效減水劑、甲酸鹽、有機醇胺、碳酸鹽、乙二醇、引氣劑和水制備而成，其中，高效減水劑甲酸鹽有機醇胺碳酸鹽乙二醇引氣劑水的質(zhì)量比=(48 75) (2.0 7. 6) (1. 2 3. 0) (30 57) (65 92) (0. 8 1. 6) (60 275)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于混凝土的高效液體防凍劑，其特征在于所述的高效減水劑為奈系高效減水劑、聚羧酸減水劑的一種或兩種的混合物。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種用于混凝土的液體防凍劑，其特征在于所述的甲酸鹽為甲酸鈣。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種用于混凝土的液體防凍劑，其特征在于所述的有機醇胺為三乙醇胺。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種用于混凝土的液體防凍劑，其特征在于所述的碳酸鹽為碳酸鈉。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種用于混凝土的液體防凍劑，其特征在于所述的引氣劑為十二烷基苯磺酸鈉。
7.如權利要求1所述的一種用于混凝土的液體防凍劑的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1)按高效減水劑甲酸鹽有機醇胺碳酸鹽乙二醇引氣劑水的質(zhì)量比= 08 75) (2.0 7. 6) (1.2 3.0) (30 57) (65 92) (0.8 1.6) (60 275)，選取高效減水劑、甲酸鹽、有機醇胺、碳酸鹽、乙二醇、引氣劑和水，備用；2)將高效減水劑放入容器中，加入水總量20 35%的水，加熱至25°C 40°C攪拌至高效減水劑溶解，得到溶液；然后，把碳酸鹽、甲酸鹽加入配制的溶液內(nèi)攪拌10 20分鐘； 最后，把溫度調(diào)至室溫，將剩余的水與有機醇胺、乙二醇和引氣劑加入，攪拌至均勻，靜置至澄清，得到用于混凝土的液體防凍劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于混凝土的高效液體防凍劑及其制備方法，屬于建筑材料技術領域。一種用于混凝土的高效液體防凍劑，其特征在于它由高效減水劑、甲酸鹽、有機醇胺、碳酸鹽、乙二醇、引氣劑和水制備而成，其中，高效減水劑∶甲酸鹽∶有機醇胺∶碳酸鹽∶乙二醇∶引氣劑∶水的質(zhì)量比＝(48～75)∶(2.0～7.6)∶(1.2～3.0)∶(30～57)∶(65～92)∶(0.8～1.6)∶(60～275)。該防凍劑具有抗凍性好、早期強度高、無氯的特性，具有較高的減水率及工作性能。更重要的是該防凍劑在水泥混凝土中的摻量較小，能促進水泥的早期水化速率在提高水泥的早期強度的同時保證了具有較高的后期強度，提高了混凝土的力學性能與耐久性。該防凍劑可以在-18℃以上的負溫環(huán)境下使用。
文檔編號C04B24/24GK102320770SQ20111026962
公開日2012年1月18日 申請日期2011年9月13日 優(yōu)先權日2011年9月13日
發(fā)明者歐陽康, 趙磊, 陳友治, 陳奇, 韓汪洋 申請人:武漢理工大學