一种高性能抗冻混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能抗冻混凝土及其制备方法，涉及混凝土制备与生产的技术领域，按重量份数计包括以下组分：骨料1200‑1500份；水泥150‑180份；矿粉50‑80份；高效减水剂7‑12份；引气剂2‑5份；抗冻剂4‑6份；水140‑160份；所述骨料包括质量比为（4‑5）：（2‑3）：1的石子、中砂与细砂。该高性能抗冻混凝土的制备方法包括以下步骤：S1.骨料预分散、S2.粉料分散、S3.水剂分散、S4.纤维分散。本发明专利技术具有可稳定提高混凝土抗冻性能且综合性能优异的技术效果。

A high performance antifreeze concrete and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高性能抗冻混凝土及其制备方法
本专利技术涉及混凝土制备与生产的
，尤其是涉及一种高性能抗冻混凝土及其制备方法。
技术介绍
我国地域辽阔，有相当大的部分处于严寒地带，致使不少水工建筑物发生了冻融破坏现象。根据全国水工建筑物耐久性调查资料，在32座大型商品混凝土坝工程、40余座中小型工程中，22％的大坝和21％的中小型水工建筑物存在冻融破坏问题，大坝商品混凝土的冻融破坏主要集中在东北、华北、西北地区。尤其在东北严寒地区，兴建的水工商品混凝土建筑物，几乎100％工程局部或大面积地遭受不同程度的冻融破坏。因此，商品混凝土的冻融破坏是我国建筑物老化病害的主要问题之一，严重影响了建筑物的长久使用和安全运行。针对上述问题，专利公告号为CN103626449B的中国专利，提出了一种抗冻混凝土，由下列组分配制而成：硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、水、细骨料、粗骨料、外加剂和抗冻组分，所述的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、水、细骨料、粗骨料、外加剂和抗冻组分的质量份数分别为(15-25)、(5-10)、(22-28)、(34-39)、(0.5-10)、(0.1-10)；所述的抗冻组分为明胶、琼脂、瓜尔胶中的一种或几种。上述中的现有技术方案存在以下缺陷：该抗冻混凝土中通过添加明胶、琼脂、瓜尔胶中的一种或几种使混凝土中生成的冰晶细小而不结成大冰块，减少结冰对混凝土的冻害。但是明胶、琼脂和瓜尔胶均容易被酶和细菌分解而难以在混凝土拌合料中稳定存在，导致其对混凝土的抗冻性助益十分有限。
技术实现思路
本专利技术的目的一是提供一种可稳定提高混凝土抗冻性能且综合性能优异的高性能抗冻混凝土。本专利技术是通过以下技术方案得以实现的：一种高性能抗冻混凝土，按重量份数计，包括以下组分：所述骨料包括质量比为(4-5)：(2-3)：1的石子、中砂与细砂。通过采用上述技术方案，骨料由三种不同粒度级配的石子、中砂与细砂采用适宜比例混合而成，中砂填充在石子缝隙中，细砂填充在中砂缝隙中，而粉料则进一步填充在细砂缝隙中，从而提高混凝土不同粒径颗粒的堆积密度，即提高混凝土密实度，从而提升混凝土的抗冻性及其他综合性能。原料中添加高效减水剂，可以有效降低混凝土的水灰比，研究表明，水灰比小于0.30的高性能混凝土具有非常高的抗冻性。此外，添加抗冻剂和引气剂，抗冻剂可直接降低混凝土中水的冰点，从而提高其抗冻能力，而引气剂使混凝土内气泡更小且更均匀，从而改善混凝土内部结构以提高混凝土的抗冻性及其他综合性能。进一步设置为：所述抗冻剂包括甲醇、乙醇、乙二醇中的至少一种。通过采用上述技术方案，甲醇、乙醇及乙二醇都可有效降低水的冰点从而提高混凝土的抗冻性能，而且廉价易得，化学性质稳定，可高效稳定地提高混凝土抗冻性能。进一步设置为：还包括重量份数为20-40份的硅灰。通过采用上述技术方案，硅灰可有效提高混凝土拌合料的流变性，且可一定程度上填充混凝土颗粒中的微缝隙与微气孔，进一步提高混凝土的结构密度与强度，最终提高混凝土抗压、抗折、抗冻、抗渗、防腐等综合性能。进一步设置为：所述引气剂选自松香类引气剂、烷基苯磺酸盐类引气剂、脂肪醇及其盐类引气剂中的一种或几种。通过采用上述技术方案，松香类引气剂、烷基苯磺酸盐类引气剂、脂肪醇及其盐类引气剂均具有气泡结构好、气泡半径小、抗冻指标高且水溶性好等优异性能，可有效改善混凝土结构并增强混凝土抗冻性能与其他力学性能。进一步设置为：还包括重量份数为200-300份的聚丙烯纤维。进一步设置为：还包括重量份数为25-50份的碳纤维。通过采用上述技术方案，聚丙烯纤维和碳纤维均作为混凝土的增强材料加入至拌合料中，二者皆具有强度高、比重轻、不吸水的特点，可有效减少混凝土因收缩、干缩、水化热等因素产生的裂缝，从而提高混凝土抗渗、抗冲磨与抗冻融性能，延长砼制品的使用寿命。本专利技术的目的二是提供上述高性能抗冻混凝土的制备方法，包括以下步骤：S1.骨料预分散：将骨料进行搅拌预分散至石子、中砂与细砂混合均匀；S2.粉料分散：将水泥、矿粉、硅灰加入至S1步骤中的骨料中，搅拌分散均匀；S3.水剂分散：向S2步骤中的混合料中加入水、高效减水剂、引气剂和抗冻剂，搅拌分散均匀；S4.纤维分散：向S3步骤中的混合料中加入聚丙烯纤维和碳纤维，搅拌分散均匀得成品混凝土拌合料。通过采用上述技术方案，S1步骤中，将骨料中不同粒度级配的石子、中砂与细砂先进行搅拌分散，使骨料自身混料均匀，减少后续骨料与粉料混合时产生的结构缺陷，有助于提高混凝土拌合料的密实度，进而提高混凝土各项性能；S2步骤中和S3步骤中，先将粉料与S1步骤中的骨料进行混合并搅拌分散均匀，使粉料先填充在骨料中的缝隙与孔洞中，再添加水剂并搅拌分散均匀，使水剂将粉料粘从而提高混凝土的流变性能，最终是混凝土具有更高的密实度，综合性能更好。S4步骤中，最后加入聚丙烯纤维与碳纤维对混凝土拌合料进行增强，使混凝土具有更高的抗渗、抗冲磨与抗冻融性能，延长砼制品的使用寿命。进一步设置为：所述S1步骤中，搅拌时间为20-40min，搅拌速度为30r/min。进一步设置为：所述S2和S3步骤中，搅拌时间均为1-1.5h，搅拌速度均为120-150r/min。进一步设置为：所述S4步骤中，搅拌时间为30-50min，搅拌速度为60r/min。通过采用上述技术方案，在不同的步骤选用不同的搅拌速度与搅拌时间，可以使各个步骤中的混凝土颗粒料与粉料、水剂之间混合分散更加均匀，有利于改善混凝土内部结构，提高混凝土的堆砌密实度，从而增强混凝土的综合性能。综上所述，本专利技术的有益技术效果为：(1)混凝土骨料采用三种不同粒度级配的石子、中砂与细砂，并选用合适比例进行混合，使中砂填充在石子缝隙中、细砂填充在中砂缝隙中、粉料则进一步填充在细砂缝隙中，从而提高混凝土不同粒径颗粒的堆积密度，即提高混凝土密实度，进而提高混凝土的抗冻性及其他综合性能；(2)混凝土中添加高效减水剂、引气剂与抗冻剂，在降低混凝土中水的冰点的同时，也可降低水灰比、改善混凝土内部结构并细化气泡，从而在增强混凝土的抗冻性的同时，也提高混凝土的抗压、抗折、抗渗、防腐等综合性能；(3)添加碳纤维与聚丙烯纤维，二者皆具有强度高、比重轻、不吸水的特点，可有效减少混凝土因收缩、干缩、水化热等因素产生的裂缝，从而提高混凝土抗渗、抗冲磨与抗冻融性能，延长砼制品的使用寿命。具体实施方式实施例1：一种高性能抗冻混凝土，各组分含量如表1所示。其中，骨料由质量比为4:2:1的石子、中砂与细砂混合而成。抗冻剂为甲醇。引气剂为松香热聚物PC-2型引气剂。该高性能抗冻混凝土的制备方法包括以下步骤：S1.骨料预分散：将骨料中的石子、中砂与细砂混合后以30r/min的速度匀速搅拌20min至石子、中砂与细砂分散均匀；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能抗冻混凝土，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：/n骨料 1200-1500份；/n水泥 150-180份；/n矿粉 50-80份；/n高效减水剂 7-12份；/n引气剂 2-5份；/n抗冻剂 4-6份；/n水 140-160份；/n所述骨料包括质量比为（4-5）：（2-3）：1的石子、中砂与细砂。/n

【技术特征摘要】
1.一种高性能抗冻混凝土，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：
骨料1200-1500份；
水泥150-180份；
矿粉50-80份；
高效减水剂7-12份；
引气剂2-5份；
抗冻剂4-6份；
水140-160份；
所述骨料包括质量比为（4-5）：（2-3）：1的石子、中砂与细砂。


2.根据权利要求1所述的一种高性能抗冻混凝土，其特征在于：所述抗冻剂包括甲醇、乙醇、乙二醇中的至少一种。


3.根据权利要求2所述的一种高性能抗冻混凝土，其特征在于：还包括重量份数为20-40份的硅灰。


4.根据权利要求3所述的一种高性能抗冻混凝土，其特征在于：所述引气剂选自松香类引气剂、烷基苯磺酸盐类引气剂、脂肪醇及其盐类引气剂中的一种或几种。


5.根据权利要求1所述的一种高性能抗冻混凝土，其特征在于：还包括重量份数为200-300份的聚丙烯纤维。


6.根据权利要求5所述的一种高性能抗冻混凝土，其特征在于：还包括重量份数...

【专利技术属性】
技术研发人员：解聪，夏文学，谭梨，陈利，
申请(专利权)人：武汉君善建混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42