专利名称：：一种环保节能型混凝土抗冻剂的制作方法
技术领域：
：本发明主要涉及一种用于提高混凝土抗冻性的抗冻剂，特别是一种以废旧橡胶粉为主要成分的混凝土抗冻剂，属建筑材料
技术领域：
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背景技术：
：废旧橡胶主要来源于废轮胎、废胶鞋、废胶管以及胶带等橡胶制品，其次来源于橡胶生产过程中产生的边角料及废品，属于工业固体废料。废橡胶属于热固性聚合物材料，自然条件下很难降解。若露天存放，不仅占用土地、恶化自然环境、破坏植物生长，而且经过日晒雨淋后极易滋生蚊虫、传播疾病、危及生态环境。目前，全世界废旧橡胶的年产量约2000万吨，我国废旧橡胶的年产量估计己达150万吨，其中汽车轮胎全世界年报废量有IO亿条以上，据统计，我国2002年废旧轮胎达到8000万条，2005年达到1.12亿条。随着汽车工业的飞速发展，我国废旧轮胎的产生量也以每年两位数的速度增长，预计到2010年废旧橡胶的年产量将达到2亿条。如此大量的废橡胶带来很大的环境压力，因而废旧轮胎的处理已迫在眉睫。由于再生胶在生产过程中容易产生二次污染，生产橡胶粉已成为废旧橡胶回收利用的主要途径。另外，我国生胶资源相对紧缺，几乎生胶年消费量的45%需要进口。因此，开展废橡胶粉的综合利用，对保护环境、节约资源具有重要的理论和现实意义。自19世纪20年代波特兰水泥问世以来，混凝土材料及其应用技术不断得到发展。混凝土现己成为现代土木工程中用量最大、用途最广的建筑材料。如果能根据使用环境对混凝土正确地设计，同时按要求进行施工和养护，混凝土将是一种很耐久的结构材料，其使用寿命可达百年甚至更久。然而，冻融循环作用是世界寒冷地区，特别是严寒地区混凝土破坏的主要原因之一，大多发生在大坝、道路、水池、发电站冷却塔等与水接触的建筑物。过去由于对混凝土冻融破坏问题重视不够，国内外都出现了相当多的混凝土结构因受冻融循环作用而过早破坏的实例。随着混凝土技术的不断发展，人们通过研究发现，在混凝土中掺入引气剂可有效改善混凝土的抗冻性。目前，用于提高混凝土抗冻性的引气剂类型主要有木质树脂盐类、松香早和松香热聚物、皂素类和烷基芳基磺酸盐类。上述引气型抗冻剂虽然可有效提高混凝土的抗冻性，但它们引入的微小气泡在搅拌、运输和浇筑的过程中均不可避免地会出现损失，即通常所说的含气量损伤问题。含气量损失问题使得硬化后混凝土的真实含气量难以设计或控制，混凝土的真实含气量过高，会降低混凝土的强度；含气量过低，难以达到预期的抗冻性。综上所述，一方面废橡胶给我们带来了严重的环境压力和资源浪费，另一方面，北方寒冷地区的水泥混凝土面临着严重的冻融破坏问题。因此，如果能用橡胶粉来解决混凝土的冻融破坏问题，不但保护环境、节约资源，而且能提高我国寒冷地区混凝土的抗冻性，具有重要的环保效益和经济效益。
发明内容本发明要解决的技术问题是废橡胶所造成的环境污染问题、混凝土的冻融破坏问题以及在混凝土中添加引气型抗冻剂所产生含气量损失问题。按照现有的混凝土冻害理论，在混凝土处于冰点以下时，首先是靠近表面的孔隙中的游离水分开始结冰，发生9%左右的体积膨胀。在混凝土内部产生了冻胀应力，从而使未冻结的水分受压后向混凝土内部迁移。当迁移受约束时就产生了静水压力，反复的静水压力使混凝土内部薄弱部分的微裂缝逐渐扩展、连通直至破坏。混凝土中掺入引气剂后，由于引入大量微细气泡，均匀分布在混凝土内部，就可以容纳自由水分的迁移，从而大大地缓和了静水压力，这就可以显著地提高混凝土承受反复冻融循环的能力。申请人通过研究发现，橡胶是高分子弹性体，将橡胶粉掺入混凝土中同样可缓和静水压力，改善混凝土的抗冻性，且橡胶粉作为抗冻剂不存在引气型抗冻剂的含气量损失问题。根据混凝土的冻融破坏机理可知，水是混凝土产生冻融破坏的必要条件之一。因此，提高混凝土的抗渗性，阻止水分进入混凝土内部也是提高混凝土抗冻性的重要措施之一。已有研究表明，混凝土在承受荷载或外应力之前，由于化学收縮、干燥收縮、碳化、水化产物的再结晶以及浆体与集料热膨胀系数之间的差别等作用，混凝土内部弥散着大量随机分布的微裂纹或孔洞，这些微裂纹或孔洞为水分渗入混凝土内部提供了通道。因此，降低混凝土的收縮，减少混凝土内部微裂纹的数量对提高混凝土的抗冻性也很关键。目前降低混凝土收縮的有效措施是在混凝土中掺入膨胀剂。申请人经过研究，有以下发现硬石膏与明矾石粉按一定比例复配具有补偿混凝土早期收縮的作用，但其膨胀行为主要产生在28d以前，对混凝土后期(28d龄期以后)收縮的补偿作用不明显。而MgO也可作为混凝土的膨胀剂，其对混凝土收縮的补偿作用主要在体现在28d以后，与硬石膏与明矾石粉的膨胀作用具有互补性。基于上述研究和发现，为解决前述现有技术存在的问题，本发明采用橡胶粉为主要原材料，与硬石膏、明矾石粉、MgO及减水剂进行复配，制成一种环保节能型混凝土抗冻剂，既解决废橡胶的环境污染问题，又解决混凝土的冻融破坏问题，同时还可避免引气型抗冻剂的含气量损失问题。本发明由下列组分按质量份数制备而成橡胶粉100份；减水剂2-10份；氧化镁10-40份；明矾石粉10-40份；硬石膏5-30份。本发明所述橡胶粉由废旧橡胶加工而成，其细度》80目；本发明所述减水剂是粉剂，可以是木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛高级縮合物、氨基磺磺酸盐或聚羧酸系，减水率>20%，其主要作用是改善混凝土的拌合物性能，消除橡胶粉对混凝土的施工性能的影响。本发明所述氧化镁应满足如下要求MgO》85%，CaO《3.0%，烧失量《4.0%，含水率《3.0%，碱含量《0.6%，氯离子含量《0.1%，0.08mm筛筛余〈8。/0。本发明所述明矾石粉八1203含量>16%，0.08mm筛筛余〈8。/0，含水率<3%。本发明所述硬石膏中S03含量〉500/。。将上述组份按比例均匀混合即可制得本发明，本发明的主要性能特点为(1)将本发明按水泥质量的10%~25%掺入混凝土中，能明显提高混凝土的抗冻性；(2)由于橡胶粉在搅拌、运输和浇筑的过程中体积不会发生变化，因而克服了引气剂含气量损失问题对混凝土性能不利的影响；(3)由于本发明充分利用固体废弃物一_橡胶粉，具有环保节能的特点。具体实施例方式为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例，见表l。表1实施例配合比<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>将上述各实施例制得的抗冻剂按水泥质量的10%~25%外掺入混凝土(配合比见表2)中均可改善混凝土的抗冻性，按标准GBJ80-85、GBJ82-85检测了用上述实施例制备的混凝土的拌合物性能、强度和抗冻性，结果见表3。表2混凝土配合比<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>从表3可以看出，本发明制得的抗冻剂能显著提高混凝土的抗冻性，且对混凝土的坍落度无明显影响。本发明掺量越高，混凝土的抗冻性越好，容重越小，强度越低。用本发明制备的混凝土能满足大多数寒冷地区的抗冻性要求。权利要求1、一种环保节能型混凝土抗冻剂，其特征在于由下列组分按质量份数比配制而成橡胶粉100份、减水剂2-10份、氧化镁10-40份、明矾石粉10-40份、硬石膏5-30份。2、如权利要求l所述的环保节能型混凝土抗冻剂，其特征在于所述橡胶粉由废旧橡胶加工而成，其细度》80目。3、如权利要求1所述的环保节能型混凝土抗冻剂，其特征在于本发明所述减水剂是粉剂，选自木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛高级縮合物、氨基磺磺酸盐或聚羧酸系，减水率>20%。4、如权利要求1所述的环保节能型混凝土抗冻剂，其特征在于所述氧化镁应满足如下要求MgO》85%，CaO《3.0%,烧失量《4.0%，含水率《3.0%,碱含量《0.6%，氯离子含量《0.1°/0，0.08mm筛筛余<8%。5、如权利要求1所述的环保节能型混凝土抗冻剂,其特征在于所述明矾石粉中八1203含量〉16%，0.08mm筛筛余〈815/。，含水率〈3。/。。6、如权利要求l所述的环保节能型混凝土抗冻剂，其特征在于所述硬石膏中503含量>50%。7、权利要求1-6任意一项所述环保节能型混凝土抗冻剂，其特征在于其在混凝土中掺量为水泥质量10°/。~25%。全文摘要本发明涉及一种环保节能型混凝土抗冻剂，由下列组分按质量份数比配制而成橡胶粉100份、减水剂2-10份、氧化镁10-40份、明矾石粉10-40份、硬石膏5-30份。本发明充分利用固体废弃物——橡胶粉，具有环保节能的特点。而且，橡胶粉在搅拌、运输和浇筑的过程中体积不会发生变化，因而克服了引气剂含气量损失问题对混凝土性能不利的影响。将本发明按水泥质量的10％～25％掺入混凝土中，能明显提高混凝土的抗冻性。文档编号C04B24/24GK101172807SQ20071013346公开日2008年5月7日申请日期2007年9月30日优先权日2007年9月30日发明者赟万,刘加平,叶义群,周伟玲,洪锦祥,缪昌文申请人:江苏博特新材料有限公司