一种抗冻混凝土及其制备方法与流程

文档序号:25543934发布日期:2021-06-18 20:41

本发明涉及建筑领域,尤其涉及一种抗冻混凝土及其制备方法。



背景技术:

混凝土,简称为“砼”,是指由胶凝材料将骨料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料,砂、石作骨料与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合,经搅拌而得的水泥混凝土,也称普通混凝土,广泛应用于地下工程、桥梁、水池、水塔、涵洞、隧道、码头、堤坝、水电站等工程的混凝土,不仅要有较高的强度、韧性和稳定性要求,而且同时必须具有一定的自身防水性能,在北方地区,还需要具备耐寒抗冻性能。尤其是高寒地区,温差变化大,混凝土经过多次反复冻结、融化过程后容易出现裂纹、变酥、渗水现象,其强度、韧性和稳定性等指标受到严重影响。现有的常规的水泥、砂子、石子加水混合成的混凝土不能满足要求。



技术实现要素:

针对现有技术中所存在的不足,本发明提供了一种抗冻混凝土,其解决了现有技术中混凝土经过多次反复冻结、融化过程后容易出现裂纹、变酥、渗水现象,其强度、韧性和稳定性等指标受到严重影响的技术问题。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题,一种抗冻混凝土,由硅酸盐水泥、活性粉末、交联剂、防冻剂、引气剂、减水剂、膨胀剂和纤维素醚制备而成。

优选的,每100重量份的抗冻混凝土按重量份计的以下原料组成:

通过采用上述技术方案,制备得到的混凝土可降低混凝土的结冰点,有效阻止冰晶长大,进而减少在寒冷地区混凝土由于温度过低,由于混凝土内部冰晶体积膨胀产生的裂缝;可有效解决由于温差变化导致混凝土反复融冻造成的裂纹、变酥、渗水现象,提高混凝土的强度、韧性和抗裂性能,适合于高寒地区。

优选的,活性粉末为粉煤灰和硅粉按照1:1的质量比例配制而成。

通过采用上述技术方案,活性粉末能降低混凝土对水分吸收从而降低混凝土材料的含水量,增强抗冻性能,活性粉末粒径较小,可以降低混凝土材料的孔隙率,从而减小水分的破坏作用,进一步提高抗冻性能,粉煤灰和硅粉中含有许多细小的微珠,起到润滑作用,提高混凝土的流动性,增加混凝土的强度。

优选的,交联剂为n,n’—亚甲基双丙烯酰胺溶液。

通过采用上述技术方案,交联剂在混凝土中受冷时体积收缩而形成的薄膜网状结构,增强混凝土的密实度,提高混凝土的抗开裂性能,实现混凝土抗冻性能与防裂性能的改善。

优选的,防冻剂为亚硝酸钠、亚硝酸盐、氯化钙、乙二醇、尿素的一种或几种的混合物。

通过采用上述技术方案,防冻剂能降低混凝土的冰点,提高混凝土在寒冷环境下抗冻融循环破坏的能力。

优选的,引气剂为三萜皂甙。

通过采用上述技术方案,引气剂的加入可以在混凝土的结构内部引入大量的细小封闭气泡,形成一定的伸缩空间,使得混凝土材料早昼夜温差大的情况下有一定的缓冲的空间,从而提高混凝土材料的抗冻性。

优选的,减水剂为萘系减水剂。

通过采用上述技术方案,减水剂能减少混凝土中水分,萘系减水剂对低碱水泥的塑化效果较好,混凝土的坍落度损失较小。

优选的,膨胀剂为氧化钙膨胀剂、明矾膨胀剂和铁屑膨胀剂的一种。

通过采用上述技术方案,膨胀剂能补偿混凝土硬化过程中的收缩形变,防止开裂。

优选的,纤维素醚为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、乙基纤维素中的一种。

通过采用上述技术方案,纤维素醚能提高混凝土的黏结性,提高混凝土的施工性。

本发明还公开了的抗冻混凝土的制备方法:

s1,将相应份数的硅酸盐水泥和活性粉末放入研磨机中研磨,得到研磨产物;

s2,将研磨产物加入到搅拌机中,并加入相应份数的交联剂、防冻剂、引气剂、减水剂、膨胀剂和纤维素醚,混合均匀,形成搅拌产物;

s3,在搅拌产物中加入水,投入搅拌釜中,在转速为1200-1400r/min的条件下搅拌30-40min,搅拌后静置2~3h,即得抗冻混凝土。

相比于现有技术,本发明具有如下有益效果:由粉煤灰,硅粉两者组成的活性粉末掺料可以取代部分水泥的使用,减少水泥的使用量,大量的活性成分可以降低对水分吸收从而降低混凝土材料的含水量,增强抗冻性能;抗冻剂可降低混凝土的结冰点,有效阻止混凝土中的冰晶长大,进而减少在寒冷地区混凝土由于温度过低,混凝土内部冰晶体积膨胀产生的裂缝,可有效解决由于温差变化导致混凝土反复融冻造成的裂纹、变酥、渗水现象,提高混凝土的强度、韧性和稳定性;引气剂的加入可以在混凝土的结构内部引入大量的细小封闭气泡,形成一定的伸缩空间,使得混凝土材料早昼夜温差大的情况下有一定的缓冲的空间,从而提高混凝土材料的抗冻性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明中的技术方案进一步说明。

实施例1,一种抗冻混凝土,由硅酸盐水泥、活性粉末、交联剂、防冻剂、引气剂、减水剂、膨胀剂和纤维素醚制备而成,其中抗冻混凝土的原材料按重量份计每100重量份的原料中各组分的重量如表一所示。

实施例2,一种抗冻混凝土,与实施例1不同之处在于原料中各组分及重量如表一所示。

实施例3,一种抗冻混凝土,与实施例1不同之处在于原料中各组分及重量如表一所示。

实施例4,一种抗冻混凝土,与实施例1不同之处在于原料中各组分及重量如表一所示。

实施例5,一种抗冻混凝土,与实施例1不同之处在于原料中各组分及重量如表一所示。

对比例1,一种抗冻混凝土,与实施例1不同之处在于原料中各组分及重量如表一所示。

对比例2,一种抗冻混凝土,与实施例1不同之处在于原料中各组分及重量如表一所示。

表一各实施例每100重量份的抗冻混凝土中的组分和配比

以上各实施例和对比例制备的抗冻混凝土的性能由以下方法测试,

坍落度:按照gb/t50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》测试混凝土拌合物30min时的坍落度。

抗水渗透性能:按照gb/t50082《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中的逐级加压法测试标准试块的抗渗性能。

抗压强度:按照gb/t50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》制作标准试块,并测量标准试块养护28天、60天的抗压强度。

表观性能:利用扫描电子显微镜对混凝土标准试块进行微观检测,观测其表面裂纹。

冻融性能测试:按照gb/t50082《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中的快冻法测试各实施例中制备得到的混凝土标准试块的抗冻等级。

以上各实施例制得的抗冻混凝土的性能测试结果如表二所示。

表二以上各实施例和对比例制得的抗冻混凝土的性能测试结果

由以上测试结果可知,活性粉末能降低混凝土对水分吸收从而降低混凝土材料的含水量,增强抗冻性能,活性粉末粒径较小,可以降低混凝土材料的孔隙率,从而减小水分的破坏作用,提高混凝土的抗冻性能,粉煤灰和硅粉中含有许多细小的微珠,起到润滑作用,提高混凝土的流动性,增加混凝土的强度;防冻剂能降低混凝土的冰点,提高混凝土在寒冷环境下抗冻融循环破坏的能力;引气剂的加入可以在混凝土的结构内部引入大量的细小封闭气泡,形成一定的伸缩空间,使得混凝土材料早昼夜温差大的情况下有一定的缓冲的空间,从而提高混凝土材料的抗冻性;减水剂能减少混凝土中水分,萘系减水剂对低碱水泥的塑化效果较好,混凝土的坍落度损失较小;膨胀剂能补偿混凝土硬化过程中的收缩形变,防止开裂;纤维素醚能提高混凝土的黏结性,提高混凝土的施工性。

本发明由粉煤灰,硅粉两者组成的活性粉末掺料可以取代部分水泥的使用,减少水泥的使用量,大量的活性成分可以降低对水分吸收从而降低混凝土材料的含水量,增强抗冻性能;抗冻剂可降低混凝土的结冰点,有效阻止混凝土中的冰晶长大,进而减少在寒冷地区混凝土由于温度过低,混凝土内部冰晶体积膨胀产生的裂缝,可有效解决由于温差变化导致混凝土反复融冻造成的裂纹、变酥、渗水现象,提高混凝土的强度、韧性和稳定性;引气剂的加入可以在混凝土的结构内部引入大量的细小封闭气泡,形成一定的伸缩空间,使得混凝土材料早昼夜温差大的情况下有一定的缓冲的空间,从而提高混凝土材料的抗冻性。

实施例6,一种抗冻混凝土的制备方法:

s1,将相应份数的硅酸盐水泥和活性粉末放入研磨机中研磨,得到研磨产物;

s2,将研磨产物加入到搅拌机中,并加入相应份数的交联剂、防冻剂、引气剂、减水剂、膨胀剂和纤维素醚,混合均匀,形成搅拌产物;

s3,在搅拌产物中加入水,投入搅拌釜中,在转速为1200-1400r/min的条件下搅拌30-40min,搅拌后静置2~3h,即得抗冻混凝土。

最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

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