本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种用于铁路桥面防水保护层的抗裂防冻混凝土。
背景技术：
铁路桥面防水保护层属于混凝土现浇结构，具有厚度小，平面面积大，设计强度等级高的特点，设计目的是防止桥面积水下渗破坏梁体结构，要求保护层混凝土要具备良好的抗裂性能、抗渗性能和抗冻融循环性能。在我国“三北”地区，长达多月的冬期使大多数的工程面临着严寒气候的影响，低温条件不仅导致工程延期和建设成本提高，还易造成现浇混凝土结构遭受早期冻害，极大地影响了混凝土工程安全性。为了缩短铁路建设工期，往往需要在冬季中进行混凝土施工，因此新拌保护层混凝土还应该具有较好的防冻耐寒性能。
铁路桥面防水保护层混凝土遭受早期冻害后，水化进程和强度增长停止，冰胀力使得混凝土内部空隙增多、水泥与集料间的联结力减小，即使最终气温恢复到正温状态，混凝土性能也难达到设计要求。当新浇筑的保护层混凝土抗渗性能、抗裂性能和抗冻性能均遭到极大程度损伤时，混凝土容易出现开裂、表层剥落、渗水等现象，导致铁路桥面防水保护层难以再对桥下结构形成保护作用。
为了保证铁路桥面防水保护层的正常服役性能，在简化外界防冻工艺的条件下，需要通过提升混凝土的配制技术来制备具有高抗裂性能、高抗渗性能和高抗冻融循环性能，且能抵抗早期冻害的桥面防水保护层混凝土，以解决低温和开裂对铁路混凝土结构安全性的影响。
申请号cn201310703580.6的中国专利，公开了一种抗冻性混凝土及其制备方法，其主要技术是添加减水、引气、早强和抗冻组分提升新拌混凝土的抗冻性，但此专利中未公开早强组分中盐类是否有较高含量的氯离子。申请号cn201510734351.x的中国专利，公开了一种防冻抗裂混凝土的制备方法，其主要制备技术是通过在混凝土中添加外加剂、防水剂和防冻剂来制备抗冻防裂混凝土，但技术只考虑了混凝土硬化体抗冻融循环性能的提升，不能保证新拌混凝土抵抗外界低温环境对混凝土的破坏作用。申请号cn201510978889.5公开了一种抗裂混凝土，其主要技术是添加抗裂剂提升混凝土抗裂性，但此专利中未公开抗裂剂组成，也未能保证低温施工条件下混凝土的质量。
技术实现要素：
本发明基于铁路桥面防水保护层混凝土抗裂、抗渗、抗冻性能好，且能在冬季进行施工的工程背景，创造性地发明了一种制备工艺简单、原料成本低、抗渗抗裂性能强、抗冻融循环能力高、抗早期冻害性能好的铁路桥面防水保护层用抗裂防冻混凝土。
为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：
一种用于铁路桥面防水保护层的抗裂防冻混凝土，按原材料质量份数计，其特征在于：胶凝组分：抗裂组分：阻裂组分：抗冻组分：防冻组分：骨料：水＝1：(0.01-0.07)：(0.003-0.008)：(0.008-0.015)：(0.01-0.05)：(3.95-4.55)：(0.32-0.42)。
本发明中，所述胶凝组分为水泥与矿物掺合料的混合物，水泥为普通硅酸盐水泥、超细水泥、硫铝酸盐水泥、铝酸盐水泥中的一种或两种以上的组合物，矿物掺合料为粉煤灰、矿渣粉、硅灰、煅烧粘土、超细石灰石粉中的一种或两种以上组合物，所述的矿物掺合料烧失量不大于3％。
本发明中，所述抗裂组分为胶粉、聚合物乳液、高性能氧化镁膨胀剂中的一种或两种以上组合物。
本发明中，所述阻裂组分为高强玻璃纤维、玄武岩纤维、纤维素纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维中的一种或两种以上组合物，所述的纤维公称长度6-20mm，抗拉强度不小于500mpa，初始弹性模量不小于3500mpa，耐碱性能不小于95％。
本发明中，所述抗冻组分为引气减水剂、防水剂中的一种或两种以上混合物，所述的引气减水剂减水率不小于15％，含气量不小于3％，28d抗压强度比不小于100％，所述的防水剂48h吸水量比不大于65％，28d抗压强度比不小于100％。
本发明中，所述防冻组分为无机防冻组分和有机防冻组分的混合物，无机防冻组分为硝酸钙、亚硝酸钙、甲酸钙、亚硝酸钠中的一种或两种以上组合物，有机防冻组分为尿素、乙二醇、三乙醇胺中的一种或两种以上组合物。
本发明中，所述骨料为机制砂、河砂、碎石、卵石中的一种或两种以上组合物，所述的骨料为连续级配的砂石，最大粒径为16mm，砂率为37％-40％。
本发明中，按比例加入骨料、胶凝组分、阻裂组分，强制搅拌30-60s，再在所得的混合物中按比例加入抗裂组分、防冻组分、抗冻组分和水，强制搅拌2-5min制得混凝土拌合物。
有益效果：本发明一种用于铁路桥面防水保护层的抗裂防冻混凝土，通过引入抗裂、阻裂、抗冻、防冻组分等功能组分，辅以骨料和水制备成一种用于铁路桥面防水保护层的抗裂防冻混凝土。硫铝酸盐水泥等胶凝材料自身强度发展迅速，对混凝土早期强度有较好贡献。粉煤灰等矿物掺合料的引入，通过其火山灰活性和填充效应增强了混凝土抗渗性和耐久性。聚合物乳液等材料的引入增强了混凝土的韧性，提高了混凝土自身的抗裂性能。纤维的引入，阻碍了混凝土开裂的趋势。引气减水剂的引入，减少了游离水掺量，形成了均匀细小气泡，减轻了冻融循环条件下冻胀应力对结构的破坏。防水剂的引入，增强了混凝土的密实度，降低了混凝土吸水率，提高了混凝土的抗冻性。硝酸钙等无机防冻组分和尿素等有机防冻组分的引入，加速了混凝土中钙矾石形成，促进了早期强度的发展，降低了液相冰点并改变冰晶形态，缓解了冻胀应力对混凝土的早期冻害。本发明的混凝土生产工艺简单、原材料成本低，混凝土硬化体具有抗裂抗渗性能好、抗冻融循环能力强的特点，经过工程应用发现，本发明混凝土抵抗早期冻害能力强，能在超低温冬季施工环境中使用，具有明显的社会经济效益。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明的技术方案做进一步的具体说明，这些实施实例仅限于解释说明本发明，而不限制本发明的范围。
实施例1：
本实施例所述的用于铁路桥面防水保护层的抗裂防冻混凝土的配方如下：以原材料质量计，胶凝组分420kg，抗裂组分25kg，阻裂组分1.8kg，抗冻组分4.35kg，防冻组分12.5kg，骨料1810kg，水150kg。
所述胶凝组分为普通硅酸盐水泥340kg，硫铝酸盐水泥20kg，粉煤灰20kg，矿粉30kg，超细石灰石粉10kg；所述抗裂组分为聚合物乳液25kg；所述阻裂组分为聚丙烯腈纤维1.8kg；所述抗冻组分为引气减水剂4.35kg；所述防冻组分为硝酸钙6kg，亚硝酸钙6kg，乙二醇0.5kg；所述骨料为细度模数2.7的河砂710kg，5-16mm连续级配碎石1100kg；
本实施例所述的用于铁路桥面防水保护层的抗裂防冻混凝土的生产工艺为：向混凝土搅拌机中加入经过准确称量的骨料、胶凝组分、阻裂组分，强制搅拌30s，再在混合物中加入经过准确称量的抗裂组分、防冻组分、抗冻组分和水，强制搅拌3min制得混凝土拌合物。
实施例2：
本实施例所述的用于铁路桥面防水保护层的抗裂防冻混凝土的配方如下：以原材料质量计，胶凝组分430kg，抗裂组分5kg，阻裂组分1.8kg，抗冻组分4.35kg，防冻组分12.5kg，骨料1810kg，水155kg。
所述胶凝组分为普通硅酸盐水泥340kg，硫铝酸盐水泥30kg，粉煤灰20kg，矿粉30kg，煅烧黏土10kg；所述抗裂组分为胶粉5kg；所述阻裂组分为高强玻璃纤维1.8kg；所述抗冻组分为引气减水剂4.35kg；所述防冻组分为硝酸钙6kg，亚硝酸钠6kg，乙二醇0.5kg；所述骨料为细度模数2.7的河砂710kg，5-16mm连续级配碎石1100kg；
本实施例所述的用于铁路桥面防水保护层的抗裂防冻混凝土的生产工艺为：向混凝土搅拌机中加入经过准确称量的骨料、胶凝组分、阻裂组分，强制搅拌30s，再在混合物中加入经过准确称量的抗裂组分、防冻组分、抗冻组分和水，强制搅拌3min制得混凝土拌合物。
实施例3：
本实施例所述的用于铁路桥面防水保护层的抗裂防冻混凝土的配方如下：以原材料质量计，胶凝组分420kg，抗裂组分20kg，阻裂组分1.8kg，抗冻组分4.35kg，防冻组分12.5kg，细骨料710kg，粗骨料1100kg，水155kg。
所述胶凝组分为普通硅酸盐水泥320kg，硫铝酸盐水泥30kg，粉煤灰30kg，矿粉30kg，硅灰10kg；所述抗裂组分为高性能氧化镁膨胀剂20kg；所述阻裂组分为聚丙烯纤维1.8kg；；所述抗冻组分为引气减水剂4.35kg；所述防冻组分为甲酸钙8kg，亚硝酸钠2.45kg，三乙醇胺0.05kg；所述骨料为细度模数2.7的河砂710kg，5-16mm连续级配碎石1100kg；
本实施例所述的用于铁路桥面防水保护层的抗裂防冻混凝土的生产工艺为：向混凝土搅拌机中加入经过准确称量的骨料、胶凝组分、阻裂组分，强制搅拌30s，再在混合物中加入经过准确称量的抗裂组分、防冻组分、抗冻组分和水，强制搅拌3min制得混凝土拌合物。
上述实施例1-3中，制备得到的抗裂防冻混凝土的性能如下：
从上述测试结果可知，本发明一种用于铁路桥面防水保护层的抗裂防冻混凝土，具有较高的强度，较好的抗裂性、抗冻融性和抗渗性，且在负温条件下混凝土具有较好的抗早期冻害能力，适用于铁路桥面防水保护层及其相似的薄层现浇结构中，具有较强的社会经济效益。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能够理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。