一種抗凍混凝土及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種抗凍混凝土及其制備方法，屬于建筑材料領域。該抗凍混凝土是由硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥、水、細骨料、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、細骨料、粗骨料、外加劑和抗凍劑的質量份數分別為(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，具有廣闊的應用前景。
【專利說明】一種抗凍混凝土及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種抗凍混凝土及其制備方法，屬于建筑材料領域。
【背景技術】
[0002]混凝土拌合物澆灌后之所以能逐漸凝結硬化，直至獲得最終強度，是由于水泥水化作用的結果，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外，還與外界溫度密切相關。當溫度升高時水化作用加快，強度增長加快。但是當溫度降低到冰點后，混凝土的凍害會對其性能產生惡劣的影響。這是因為:(I)存在于混凝土中的水此時開始結冰，逐漸由液相水變為固相冰，導致參與水泥水化作用的水減少，水化作用減慢，強度增長也會相應變慢。溫度繼續降低，當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，導致混凝土的強度不再增加。(2)由于水變成冰后體積約增大9%，同時產生約2.5MPa的膨脹應力，這個應力如果大于混凝土初凝時內部形成的強度，混凝土就會受到不同程度的破壞，即早期受凍破壞。(3)當水變成冰后，在骨料和鋼筋表面會產生顆粒較大的冰棱，減弱水泥漿與骨料和鋼筋的粘結力，降低混凝土的強度。(4)當溫度升高冰棱融化后，還會在混凝土內部形成各種空隙，導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，預先使相變儲能材料吸附進入輕量骨料的內部孔隙中，將輕量骨料等體積取代普通細骨料和粗骨料，與混凝土、水、外加劑混配后得到抗凍混凝土。當混凝土內部溫度下降到相變轉化溫度(4-6°C)時，相變儲能材料即發生相變，同時釋放出大量的熱量，能夠緩解混凝土內部溫度的持續下降，使混凝土的溫度維持在發生凍結的冰點以上。但這種方法只能應用在氣溫不太低時。
[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。
【發明內容】
[0005]本發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]為達到以上目的，本發明是采取如下技術方案予以實現的:
[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、細骨料、粗骨料、外加劑和抗凍劑的質量份數分別為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、引氣劑和早強劑，減水劑選自木質素磺酸鹽減水劑、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，早強劑選自無機鹽類、有機鹽類、復合鹽類早強劑中的一種或幾種。
[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(質量份數，下同)水加熱至35-90°C，然后在攪拌狀態下加入0.1-5份明膠，待完全溶解后繼續攪拌加入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份細骨料、34_39份粗骨料、0.5-10份外加劑攪拌混合，按照常規混凝土施工操作方法進行現場施工，得到抗凍混凝土。
[0013]本發明的工藝原理是:向混凝土中加入明膠和瓜爾膠作為多孔冰晶穩定劑，使混凝土中生成的冰晶細小而不結成大冰塊，減少結冰對混凝土的凍害。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水泥后期的水化，提高混凝土的后期強度。
[0014]與現有技術相比，本發明的優點是:
[0015]1、以明膠、瓊脂和瓜爾膠為抗凍組分，綠色無污染，有利于環境保護。
[0016]2、原料成本低，工藝簡單。
【具體實施方式】
[0017]以下結合具體實施例對本發明作進一步的詳細說明，但本發明所保護范圍不限于此。此外應理解，在閱讀了本發明講述的內容后，本領域技術人員可以對本發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利要求書所限定的范圍。
[0018]實施例1
[0019]將10份(質量份數，下同)水加熱至35°C，然后在攪拌狀態下加入0.1份明膠，待完全溶解后繼續攪拌加入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份細骨料、34份粗骨料、0.3份木質素磺酸鹽減水劑、0.6份烷基苯磺酸鹽類引氣劑以及0.5份復合鹽類早強劑攪拌混合，按照常規混凝土施工操作方法進行現場施工，得到抗凍混凝土。
[0021]實施例2
[0022]將8份(質量份數，下同)水加熱至90°C，然后在攪拌狀態下加入0.3份明膠，待完全溶解后繼續攪拌加入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份細骨料、35份粗骨料、0.5份木質素磺酸鹽減水劑、0.7份烷基苯磺酸鹽類引氣劑以及0.3份復合鹽類早強劑攪拌混合，按照常規混凝土施工操作方法進行現場施工，得到抗凍混凝土。
[0024]實施例3
[0025]將5份(質量份數，下同)水加熱至35°C，然后在攪拌狀態下加入0.1份明膠，待完全溶解后繼續攪拌加入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份細骨料、34份粗骨料、0.2份木質素磺酸鹽減水劑、0.2份烷基苯磺酸鹽類引氣劑以及0.1份復合鹽類早強劑攪拌混合，按照常規混凝土施工操作方法進行現場施工，得到抗凍混凝土。
[0027]實施例4
[0028]將8份(質量份數，下同)水加熱至80°C，然后在攪拌狀態下加入0.2份明膠，待完全溶解后繼續攪拌加入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份細骨料、36份粗骨料、0.2份木質素磺酸鹽減水劑、0.4份烷基苯磺酸鹽類引氣劑以及0.1份復合鹽類早強劑攪拌混合，按照常規混凝土施工操作方法進行現場施工，得到抗凍混凝土。
[0030]實施例5
[0031]將10份(質量份數，下同)水加熱至70°C，然后在攪拌狀態下加入0.3份明膠，待完全溶解后繼續攪拌加入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份細骨料、35份粗骨料、0.5份木質素磺酸鹽減水劑、0.3份烷基苯磺酸鹽類引氣劑以及0.5份復合鹽類早強劑攪拌混合，按照常規混凝土施工操作方法進行現場施工，得到抗凍混凝土。
[0033]實施例6
[0034]將8份(質量份數，下同)水加熱至60°C，然后在攪拌狀態下加入0.2份明膠，待完全溶解后繼續攪拌加入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份細骨料、36份粗骨料、0.2份木質素磺酸鹽減水劑、0.4份烷基苯磺酸鹽類引氣劑以及0.3份復合鹽類早強劑攪拌混合，按照常規混凝土施工操作方法進行現場施工，得到抗凍混凝土。
【權利要求】
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、細骨料、粗骨料、外加劑和抗凍劑的質量份數分別為(15-25)、(5-10)、(22-28)、(34-39)、(0.5-10)、(0.1-10)。
2.如權利要求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號為 325、325R、425、425R、525、525R、625、625R 中的一種或幾種。
3.如權利要求1所述的抗凍混凝土，其特征在于所述的外加劑為減水劑、引氣劑和早強劑，減水劑選自木質素磺酸鹽減水劑、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，早強劑選自無機鹽類、有機鹽類、復合鹽類早強劑中的一種或幾種。
4.如權利要求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(質量份數，下同)水加熱至35-90°C，然后在攪拌狀態下加入0.1_5份明膠，待完全溶解后繼續攪拌加入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份細骨料、34-39份粗骨料、0.5-10份外加劑攪拌混合，按照常規混凝土施工操作方法進行現場施工，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 優先權日:2013年12月16日
【發明者】張亞彬, 尹洪江, 畢江寰, 曹旭, 王少迪 申請人:天津工業大學