专利名称：：用于路桥混凝土路面抗盐冻剥蚀的复合外加剂的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种混凝土路面的外加剂。技术背景水泥混凝土路面是现代公路建设中一种重要的路面结构形式，和沥青路面相比水泥混凝土路面具有强度高、抗重载能力强、整体性好等特点，因此得到了广泛的应用。但在寒冷的北方地区，雪后为了交通安全使用除冰盐对路面进行除雪，导致路面严重剥蚀和开裂。目前，主要通过掺引气剂、矿物掺合料、纤维、控制最小水泥用量和最大水灰比改善混凝土的抗盐冻性能，但仍旧没有解决道路混凝土的盐冻剥蚀损伤问题，水泥混凝土路面仍达不到设计的使用年限。
发明内容本发明为了解决因为除冰盐存在的条件下冻融循环对道路混凝土破坏，使水泥混凝土路面达不到设计服役寿命的问题，提供了一种用于路桥混凝土路面抗盐冻剥蚀的复合外加剂。本发明的用于路桥混凝土路面抗盐冻剥蚀的复合外加剂按重量份数由5070份的甲基硅醇、1030份的正丁醇和2030份的邻苯二甲酸二丁酯制成。本发明中外加剂的主要成分为甲基硅醇，在混凝土中碱性物质的激发下，与混凝土中的水分反应形成硅醇基，然后与混凝土中的羟基反应形成硅醇键，再与邻近的硅烷脱水縮合。反应产物具有憎水集团R，涂刷本发明外加剂的混凝土表面与除冰盐溶液接触时，在界面处形成的润湿角大于90度，在除冰盐存在的冻融过程中降低了混凝土内部氯离子和水分的迁移。同时在混凝土表面涂刷本发明的外加剂后，外加剂中与Si相连的一OH等活性基团与混凝土中活性羟基(一OH)反应形成氢键或化学键，形成致密的网状交联结构，改变了Ca(0H)2在混凝土内部的存在方式，使Ca(0H)2由微溶变成不溶，这样即使在冻融循环作用下Ca(0H)2也无法从混凝土内部溶出，混凝土孔溶液的PH值保持不变，进而保护了C一S—H凝胶。经过56次盐冻试验后，掺入本发明外加剂的高性能混凝土剥蚀量降低了99%以上，相对动弹性模量损失率降低了3242%，混凝土表面无明显剥蚀痕迹，显著地提高了高性能道路凝土的抗盐冻性能，从根本上解决了以往道路混凝土盐冻剥蚀问题，从而解决了道路混凝土因盐冻剥蚀达不到设计使用年限的问题。图1是CDF法冻融循环制度图。图2是水灰比对未加本发明外加剂的混凝土剥落量的影响图。图3是水灰比对未加本发明外加剂的混凝土相对动弹性模量的损失率的影响图。其中在图2、图3中一令一是水灰比为0.40的混凝土的曲线，一園一是水灰比为0.36的混凝土的曲线，一▲—是水灰比为0.32的混凝土的曲线。图4是水灰比对加本发明外加剂的混凝土剥落量的影响图。图5是水灰比对加本发明外加剂的混凝土相对动弹性模量的损失率的影响图。在图4、图5中一令一是涂刷本发明外加剂的水灰比为0.40的混凝土的曲线，一麗一是涂刷本发明外加剂的水灰比为0.36的混凝土的曲线，一A—是涂刷本发明外加剂的水灰比为0.32的混凝土的曲线。图6是未加本发明外加剂的混凝土盐冻后的SEM照片。图7是加本发明外加剂的混凝土盐冻后的SEM照片。具体实施方式具体实施方式一本发明用于路桥混凝土路面抗盐冻剥蚀的复合外加剂按重量份数由5070份的甲基硅醇、1030份的正丁醇和2030份的邻苯二甲酸二丁酯制成。经过56次盐冻试验后，掺入本发明外加剂的高性能混凝土剥蚀量降低了99%以上，相对动弹性模量损失率降低了3242%，混凝土表面无明显剥蚀痕迹，显著地提高了高性能道路混凝土的抗盐冻性能，从根本上解决了以往道路混凝土盐冻剥蚀问题，从而解决了道路混凝土因盐冻剥蚀达不到设计使用年限的问题。具体实施方式二本实施方式与具体实施方式一不同的是用于路桥混凝土路面抗盐冻剥蚀的复合外加剂按重量份数由50.5份的甲基硅醇、20份的正丁醇和20.5份的邻苯二甲酸二丁酯制成，其它与具体实施方式一相同。具体实施方式三本实施方式与具体实施方式一不同的是用于路桥混凝土路面抗盐冻剥蚀的复合外加剂按重量份数由55.5份的甲基硅醇、24.5份的正丁醇和24.5份的邻苯二甲酸二丁酯制成，其它与具体实施方式一相同。具体实施方式四本实施方式与具体实施方式一不同的是用于路桥混凝土路面抗盐冻剥蚀的复合外加剂按重量份数由56份的甲基硅醇、15份的正丁醇和25份的邻苯二甲酸二丁酯制成，其它与具体实施方式一相同。具体实施方式五本实施方式与具体实施方式一不同的是用于路桥混凝土路面抗盐冻剥蚀的复合外加剂按重量份数由60份的甲基硅醇、19.5份的正丁醇和29.5份的邻苯二甲酸二丁酯制成，其它与具体实施方式一相同。具体实施方式六本实施方式与具体实施方式一不同的是用于路桥混凝土路面抗盐冻剥蚀的复合外加剂按重量份数由60.5份的甲基硅醇、10.5份的正丁醇和20.5份的邻苯二甲酸二丁酯制成，其它与具体实施方式一相同。具体实施方式七本实施方式与具体实施方式一不同的是用于路桥混凝土路面抗盐冻剥蚀的复合外加剂按重量份数由65份的甲基硅醇、14.5份的正丁醇和24.5份的邻苯二甲酸二丁酯制成，其它与具体实施方式一相同。具体实施方式八本实施方式与具体实施方式一不同的是用于路桥混凝土路面抗盐冻剥蚀的复合外加剂按重量份数由65.5份的甲基硅醇、25份的正丁醇和25份的邻苯二甲酸二丁酯制成，其它与具体实施方式一相同。具体实施方式九本实施方式与具体实施方式一不同的是用于路桥混凝土路面抗盐冻剥蚀的复合外加剂按重量份数由69.5份的甲基硅醇、29.5份的正丁醇和29.5份的邻苯二甲酸二丁酯制成，其它与具体实施方式一相同。具体实施方式十本实施方式与具体实施方式一不同的是用于路桥混凝土路面抗盐冻剥蚀的复合外加剂按重量份数由50份的甲基硅醇、25份的正丁醇和25份的邻苯二甲酸二丁酯制成，其它与具体实施方式一相同。具体实施方式十一本实施方式中采用北京康科瑞公司生产的NM-4A-I型非金属超声检测分析仪，进行混凝土单面盐冻试验，本试验所用的原材料采用哈尔滨水泥厂生产的P'042.5普通硅酸盐水泥；选择级配良好的中砂，细度模数2.8;粗骨料选用质地坚硬、表面粗糙的辉绿岩碎石，连续级配；粉煤灰为哈尔滨三电厂生产的I级粉煤灰，硅灰为挪威埃肯公司生产的中密质硅灰，化学成分见表l所示；减水剂选用Might-100(简称M)型高效减水剂，引气剂采用上海麦斯特公司生产的MICRO-AIR202(简称202)混凝土引气剂，缓凝剂采用葡萄糖酸钠(t^^P)，本发明的外加剂；搅拌用水为自来水。本试验参照欧盟盐冻试验标准CDF法，按表2所示配合比搅拌后振动成型，试件的尺寸为150X150X55mm，其中150X150mm面为试验面，一组5块，ld后拆模。在标准养护室中养护28d后，在45。C环境中干燥24h，取出后冷却至室温。然后用带丁基橡胶的铝箔密封试件四周。将试件单面浸泡于除冰盐溶液中(浓度为3%的NaCl溶液)6d，试件浸入深度为5mm。取出后用超声波测定仪测量超声波通过试件内部的初始声时。然后将试件浸在除冰盐溶液中放在冻融循环试验机中进行试验，CDF法冻融循环制度如图1所示。分别测量第14、28、42及56次冻融循环时试件的剥蚀量和超声波通过试件内部的声时及观察试件表面剥蚀的情况。表1化学成分(%)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>水灰比为0.36的混凝310.5土涂刷本发明外加剂的水灰比为0.36的混凝土水灰比为0.32的混凝310.5土涂刷本发明外加剂的水灰比为0.32的混凝土64211956934.50.360.020.760.012310.564211956934.50.360.020.760.012164211956934.50.320.020.800.012—310.564211956934.50.320.020.800.0121评价参数:用单位面积的剥蚀量及相对动弹性模量的损失率评价道路混凝土的抗盐/入冻性能，同时参考试件表面的剥落情况。剥蚀量与相对动弹性模量损失率按W式(1—1)和(l一2)计算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>附=其中瓜单位面积剥落量Kg/m2试验面积(m2);<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>其中」^—:相对动弹性模量的损失率(%);/7:冻融循环次数；"cs:超声波初始通过试件内部的传输时间(US);n次冻融循环后超声波通过试件内部的传输时间(11S);。在耦合介质中的传输时间("S)。试验结果由图2和图3可知，同一水灰比的高性能混凝土的盐冻剥蚀量和相对动弹性模量损失率随盐冻次数的增加而不断增大，同时盐冻剥蚀量和相对动弹性模量损失率随水灰比的减小而降低。水灰比从0.4减小到0.32时，高性能混凝土的盐冻剥蚀量降低了22%，相对动弹性模量损失率降低了59%。由图4和图5可知，掺入本发明的外加剂的高性能混凝土的盐冻剥蚀量和相对动弹性模量损失率也随水灰比的减小而降低，水灰比从0.4减小到0.32时高性能混凝土的盐冻剥蚀量降低了75.6重量份，相对动弹性模量降低了52.2重量份。比较图2、图3、图4和图5的结果可知，掺本发明外加剂的三种水灰与混凝土和未掺的相比，盐冻剥蚀量均降低了99%以上，相对动弹性模量损失率降低了3242%。未掺本发明外加剂的高性能混凝土经56次盐冻后表面剥蚀严重，暴露出骨料，混凝土表面己经出现部分微裂纹。掺本发明外加剂的混凝土虽然同样经历了56次盐冻，但表面平整，无明显剥蚀痕迹。如图6所示，不掺本发明的外加剂的高性能混凝土，内部出现大面积的不规则孔洞，孔隙率较^C，而从图7中可以看出，掺本发明外加剂的高性能混凝土形成致密的交联网状结构。这是由于与Si相连的一OH等活性基团与混凝土种活性羟基("0H)反应形成氢键或化学键，形成网状交联结构，改变了Ca(0H)2在混凝土内部的存在方式，使Ca(0H)2由微溶变成不溶，这样即使在冻融循环作用下Ca(0H)2也无法从混凝土内部溶出，混凝土孔溶液的PH值保持不变，进而保护了C一S—H凝胶，提高了混凝土的抗盐冻性能。权利要求1、一种用于路桥混凝土路面抗盐冻剥蚀的复合外加剂，其特征在于用于路桥混凝土路面抗盐冻剥蚀的复合外加剂按重量份数由50～70份的甲基硅醇、10～30份的正丁醇和20～30份的邻苯二甲酸二丁酯制成。2、根据权利要求1所述的用于路桥混凝土路面抗盐冻剥蚀的复合外加剂，其特征在于用于路桥混凝土路面抗盐冻剥蚀的复合外加剂按重量份数由50.555.5份的甲基硅醇、2024.5份的正丁醇和20.524.5份的邻苯二甲酸二丁酯制成。3、根据权利要求1所述的用于路桥混凝土路面抗盐冻剥蚀的复合外加剂，其特征在于用于路桥混凝土路面抗盐冻剥蚀的复合外加剂按重量份数由5660份的甲基硅醇、1519.5份的正丁醇和2529.5份的邻苯二甲酸二丁酯制成。4、根据权利要求1所述的用于路桥混凝土路面抗盐冻剥蚀的复合外加剂，其特征在于用于路桥混凝土路面抗盐冻剥蚀的复合外加剂按重量份数由60.565份的甲基硅醇、10.514.5份的正丁醇和20.524.5份的邻苯二甲酸二丁酯制成。5、根据权利要求1所述的用于路桥混凝土路面抗盐冻剥蚀的复合外加剂，其特征在于用于路桥混凝土路面抗盐冻剥蚀的复合外加剂按重量份数由65.569.5份的甲基硅醇、2529.5份的正丁醇和2529.5份的邻苯二甲酸二丁酯制成。6、根据权利要求1所述的用于路桥混凝土路面抗盐冻剥蚀的复合外加剂，其特征在于用于路桥混凝土路面抗盐冻剥蚀的复合外加剂按重量份数由50份的甲基硅醇、25份的正丁醇和25份的邻苯二甲酸二丁酯制成。全文摘要用于路桥混凝土路面抗盐冻剥蚀的复合外加剂，它涉及一种混凝土路面的外加剂。本发明解决了因为除冰盐存在的条件下冻融循环对道路混凝土破坏，使水泥混凝土路面达不到设计服役寿命的问题。用于路桥混凝土路面抗盐冻剥蚀的复合外加剂按重量份数由50～70份的甲基硅醇、10～30份的正丁醇和20～30份的邻苯二甲酸二丁酯制成。经过56次盐冻试验后，掺入本发明外加剂的混凝土剥蚀量降低了99％以上，相对动弹性模量损失率降低了32～42％，混凝土表面无明显剥蚀痕迹，显著地提高了道路混凝土的抗盐冻性能。文档编号C04B24/40GK101224962SQ20081006400公开日2008年7月23日申请日期2008年2月18日优先权日2008年2月18日发明者巴恒静,李中华申请人:哈尔滨工业大学