一種抗凍混凝土及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗凍混凝土及其制備方法，屬于建筑材料領(lǐng)域。該抗凍混凝土是由硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥、水、細(xì)骨料、粗骨料、外加劑和抗凍組分配制而成。各組分硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥、水、細(xì)骨料、粗骨料、外加劑和抗凍劑的質(zhì)量份數(shù)分別為(15-25)、(5-10)、(22-28)、(34-39)、(0.5-10)、(0.1-10)。該體系的抗凍混凝土與現(xiàn)有的抗凍混凝土相比，其抗凍組分使用的原料成本低，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種抗凍混凝土及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種抗凍混凝土及其制備方法，屬于建筑材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]混凝土拌合物澆灌后之所以能逐漸凝結(jié)硬化，直至獲得最終強(qiáng)度，是由于水泥水化作用的結(jié)果，而水泥水化作用的速度除與混凝土本身組成材料和配合比有關(guān)外，還與外界溫度密切相關(guān)。當(dāng)溫度升高時水化作用加快，強(qiáng)度增長加快。但是當(dāng)溫度降低到冰點(diǎn)后，混凝土的凍害會對其性能產(chǎn)生惡劣的影響。這是因為:(I)存在于混凝土中的水此時開始結(jié)冰，逐漸由液相水變?yōu)楣滔啾?，?dǎo)致參與水泥水化作用的水減少，水化作用減慢，強(qiáng)度增長也會相應(yīng)變慢。溫度繼續(xù)降低，當(dāng)存在于混凝土中的水完全變成冰，也就是完全由液相變成固相時，水泥水化作用基本停止，導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度不再增加。(2)由于水變成冰后體積約增大9%，同時產(chǎn)生約2.5MPa的膨脹應(yīng)力，這個應(yīng)力如果大于混凝土初凝時內(nèi)部形成的強(qiáng)度，混凝土就會受到不同程度的破壞，即早期受凍破壞。(3)當(dāng)水變成冰后，在骨料和鋼筋表面會產(chǎn)生顆粒較大的冰棱，減弱水泥漿與骨料和鋼筋的粘結(jié)力，降低混凝土的強(qiáng)度。(4)當(dāng)溫度升高冰棱融化后，還會在混凝土內(nèi)部形成各種空隙，導(dǎo)致混凝土耐久性的降低。 [0003]專利CN103193432提供了一種包含相變儲能材料的抗凍混凝土。采用正十四烷、石蠟或聚乙二醇為相變儲能材料，預(yù)先使相變儲能材料吸附進(jìn)入輕量骨料的內(nèi)部孔隙中，將輕量骨料等體積取代普通細(xì)骨料和粗骨料，與混凝土、水、外加劑混配后得到抗凍混凝土。當(dāng)混凝土內(nèi)部溫度下降到相變轉(zhuǎn)化溫度(4-6°C)時，相變儲能材料即發(fā)生相變，同時釋放出大量的熱量，能夠緩解混凝土內(nèi)部溫度的持續(xù)下降，使混凝土的溫度維持在發(fā)生凍結(jié)的冰點(diǎn)以上。但這種方法只能應(yīng)用在氣溫不太低時。
[0004]專利CN101759409 以 325-350 份水泥、320-800 份砂、435-1085 份碎石、70-95 份防腐劑及22-26份TS型抗凍劑為原料制得了抗凍混凝土，但未明確說明TS型抗凍劑的成分和組成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是制備一種抗凍性能好、使用原料成本低的抗凍混凝土。
[0006]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的:
[0007]一種抗凍混凝土，其特征在于由下列組分配制而成:硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥、水、細(xì)骨料、粗骨料、外加劑和抗凍組分，所述的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥、水、細(xì)骨料、粗骨料、外加劑和抗凍劑的質(zhì)量份數(shù)分別為15-25、5-10、22-28、34-39、0.5-10,0.1-10。
[0008]上述抗凍混凝土，所述的外加劑為減水劑、引氣劑和早強(qiáng)劑，減水劑選自木質(zhì)素磺酸鹽減水劑、萘磺酸鹽甲醛縮合物系減水劑、聚羧酸系減水劑中的一種或幾種，引氣劑選自松香類引氣劑、烷基苯磺酸鹽類引氣劑、皂角苷類引氣劑、脂肪酸及其鹽類引氣劑中的一種或幾種，早強(qiáng)劑選自無機(jī)鹽類、有機(jī)鹽類、復(fù)合鹽類早強(qiáng)劑中的一種或幾種。
[0009]所述的抗凍組分為明膠、瓊脂、瓜爾膠中的一種或幾種。[0010]一種抗凍混凝土的制備方法，其特征在于包括如下步驟:
[0011](I)將5-10份(質(zhì)量份數(shù)，下同)水加熱至35-90°C，然后在攪拌狀態(tài)下加入0.1-5份明膠，待完全溶解后繼續(xù)攪拌加入0.1-7份瓊脂，待瓊脂完全溶解后，向溶液中邊攪拌邊加入0.1-5份瓜爾膠，待完全溶解后將溶液冷卻至室溫；
[0012](2)將上述溶液與15-25份硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥、22_28份細(xì)骨料、34_39份粗骨料、0.5-10份外加劑攪拌混合，按照常規(guī)混凝土施工操作方法進(jìn)行現(xiàn)場施工，得到抗凍混凝土。
[0013]本發(fā)明的工藝原理是:向混凝土中加入明膠和瓜爾膠作為多孔冰晶穩(wěn)定劑，使混凝土中生成的冰晶細(xì)小而不結(jié)成大冰塊，減少結(jié)冰對混凝土的凍害。此外加入的瓊脂最多能吸收本身體積20倍的水，這種吸水作用可以促進(jìn)水泥后期的水化，提高混凝土的后期強(qiáng)度。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
[0015]1、以明膠、瓊脂和瓜爾膠為抗凍組分，綠色無污染，有利于環(huán)境保護(hù)。
[0016]2、原料成本低，工藝簡單。
【具體實施方式】
[0017]以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明所保護(hù)范圍不限于此。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講述的內(nèi)容后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動和修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0018]實施例1
[0019]將10份(質(zhì)量份數(shù)，下同)水加熱至35°C，然后在攪拌狀態(tài)下加入0.1份明膠，待完全溶解后繼續(xù)攪拌加入0.2份瓊脂，待瓊脂完全溶解后，向溶液中邊攪拌邊加入0.4份瓜爾膠，待完全溶解后將溶液冷卻至室溫。
[0020]將上述溶液與25份硅酸鹽水泥、22份細(xì)骨料、34份粗骨料、0.3份木質(zhì)素磺酸鹽減水劑、0.6份烷基苯磺酸鹽類引氣劑以及0.5份復(fù)合鹽類早強(qiáng)劑攪拌混合，按照常規(guī)混凝土施工操作方法進(jìn)行現(xiàn)場施工，得到抗凍混凝土。
[0021]實施例2
[0022]將8份(質(zhì)量份數(shù)，下同)水加熱至90°C，然后在攪拌狀態(tài)下加入0.3份明膠，待完全溶解后繼續(xù)攪拌加入0.3份瓊脂，待瓊脂完全溶解后，向溶液中邊攪拌邊加入0.2份瓜爾膠，待完全溶解后將溶液冷卻至室溫。
[0023]將上述溶液與20份硅酸鹽水泥、25份細(xì)骨料、35份粗骨料、0.5份木質(zhì)素磺酸鹽減水劑、0.7份烷基苯磺酸鹽類引氣劑以及0.3份復(fù)合鹽類早強(qiáng)劑攪拌混合，按照常規(guī)混凝土施工操作方法進(jìn)行現(xiàn)場施工，得到抗凍混凝土。
[0024]實施例3
[0025]將5份(質(zhì)量份數(shù)，下同)水加熱至35°C，然后在攪拌狀態(tài)下加入0.1份明膠，待完全溶解后繼續(xù)攪拌加入0.1份瓊脂，待瓊脂完全溶解后，向溶液中邊攪拌邊加入0.1份瓜爾膠，待完全溶解后將溶液冷卻至室溫。
[0026]將上述溶液與15份普通硅酸鹽水泥、22份細(xì)骨料、34份粗骨料、0.2份木質(zhì)素磺酸鹽減水劑、0.2份烷基苯磺酸鹽類引氣劑以及0.1份復(fù)合鹽類早強(qiáng)劑攪拌混合，按照常規(guī)混凝土施工操作方法進(jìn)行現(xiàn)場施工，得到抗凍混凝土。
[0027]實施例4
[0028]將8份(質(zhì)量份數(shù)，下同)水加熱至80°C，然后在攪拌狀態(tài)下加入0.2份明膠，待完全溶解后繼續(xù)攪拌加入0.3份瓊脂，待瓊脂完全溶解后，向溶液中邊攪拌邊加入0.3份瓜爾膠，待完全溶解后將溶液冷卻至室溫。
[0029]將上述溶液與20份普通硅酸鹽水泥、23份細(xì)骨料、36份粗骨料、0.2份木質(zhì)素磺酸鹽減水劑、0.4份烷基苯磺酸鹽類引氣劑以及0.1份復(fù)合鹽類早強(qiáng)劑攪拌混合，按照常規(guī)混凝土施工操作方法進(jìn)行現(xiàn)場施工，得到抗凍混凝土。
[0030]實施例5
[0031]將10份(質(zhì)量份數(shù)，下同)水加熱至70°C，然后在攪拌狀態(tài)下加入0.3份明膠，待完全溶解后繼續(xù)攪拌加入0.3份瓊脂，待瓊脂完全溶解后，向溶液中邊攪拌邊加入0.5份瓜爾膠，待完全溶解后將溶液冷卻至室溫。
[0032]將上述溶液與25份硅酸鹽水泥、26份細(xì)骨料、35份粗骨料、0.5份木質(zhì)素磺酸鹽減水劑、0.3份烷基苯磺酸鹽類引氣劑以及0.5份復(fù)合鹽類早強(qiáng)劑攪拌混合，按照常規(guī)混凝土施工操作方法進(jìn)行現(xiàn)場施工，得到抗凍混凝土。
[0033]實施例6
[0034]將8份(質(zhì)量份數(shù)，下同)水加熱至60°C，然后在攪拌狀態(tài)下加入0.2份明膠，待完全溶解后繼續(xù)攪拌加入0.2份瓊脂，待瓊脂完全溶解后，向溶液中邊攪拌邊加入0.1份瓜爾膠，待完全溶解后將溶液冷 卻至室溫。
[0035]將上述溶液與20份普通硅酸鹽水泥、26份細(xì)骨料、36份粗骨料、0.2份木質(zhì)素磺酸鹽減水劑、0.4份烷基苯磺酸鹽類引氣劑以及0.3份復(fù)合鹽類早強(qiáng)劑攪拌混合，按照常規(guī)混凝土施工操作方法進(jìn)行現(xiàn)場施工，得到抗凍混凝土。
【權(quán)利要求】
1.一種抗凍混凝土，其特征在于由下列組分配制而成:硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥、水、細(xì)骨料、粗骨料、外加劑和抗凍組分，所述的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥、水、細(xì)骨料、粗骨料、外加劑和抗凍劑的質(zhì)量份數(shù)分別為(15-25)、(5-10)、(22-28)、(34-39)、(0.5-10)、(0.1-10)。
2.如權(quán)利要求1所述的抗凍混凝土，其特征在于所述的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥的標(biāo)號為 325、325R、425、425R、525、525R、625、625R 中的一種或幾種。
3.如權(quán)利要求1所述的抗凍混凝土，其特征在于所述的外加劑為減水劑、引氣劑和早強(qiáng)劑，減水劑選自木質(zhì)素磺酸鹽減水劑、萘磺酸鹽甲醛縮合物系減水劑、聚羧酸系減水劑中的一種或幾種，引氣劑選自松香類引氣劑、烷基苯磺酸鹽類引氣劑、皂角苷類引氣劑、脂肪酸及其鹽類引氣劑中的一種或幾種，早強(qiáng)劑選自無機(jī)鹽類、有機(jī)鹽類、復(fù)合鹽類早強(qiáng)劑中的一種或幾種。
4.如權(quán)利要求1所述的抗凍混凝土，其特征在于所述的抗凍組分為明膠、瓊脂、瓜爾膠中的一種或幾種。
5.一種如權(quán)利要求1~4所述抗凍混凝土的制備方法，其特征在于包括如下步驟: (1)將5-10份(質(zhì)量份數(shù)，下同)水加熱至35-90°C，然后在攪拌狀態(tài)下加入0.1_5份明膠，待完全溶解后繼續(xù)攪拌加入0.1-7份瓊脂，待瓊脂完全溶解后，向溶液中邊攪拌邊加入0.1-5份瓜爾膠，待完全溶解后將溶液冷卻至室溫； (2)將上述溶液與15-25份硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥、22-28份細(xì)骨料、34-39份粗骨料、0.5-10份外加劑攪拌混合，按照常規(guī)混凝土施工操作方法進(jìn)行現(xiàn)場施工，得到抗凍混凝土。
【文檔編號】C04B24/38GK103626449SQ201310703580
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】張亞彬, 尹洪江, 畢江寰, 曹旭, 王少迪 申請人:天津工業(yè)大學(xué)