一种抗冻混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种抗冻混凝土及其制备方法，属于建筑混凝土制备技术领域。本发明专利技术首先以浮石为原料，将其粉碎后和正硅酸乙酯以及水混合进行高温高压反应，制得改性浮石，接着以淀粉为内核，将其和硅酸钠以及盐酸混合经过高温高压反应制得抗冻缓冲填料，随后将硅酸盐水泥、改性浮石、抗冻缓冲填料混合得到干混料，再将干混料和水以及微生物混合得到混凝土湿料，最后将混凝土湿料放在二氧化碳氛围下的蒸养室内，保温蒸养固化后即得抗冻混凝土；本发明专利技术的抗冻混凝土具有极佳的抗冻性能，应用前景广阔。阔。

【技术实现步骤摘要】
一种抗冻混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种抗冻混凝土及其制备方法，属于建筑混凝土制备


技术介绍

[0002]目前，随着可持续发展的观念日益加强，人们逐步意识到混凝土并非人们想象中的那样耐久，开始意识到混凝土耐久性的重要性。混凝土耐久性是指混凝土在各种可能造成混凝土的性能劣化的环境下仍保持其形状、质量以及适用性的能力。常见耐久性病害主要有混凝土裂缝、碳化、冻融破坏、钢筋锈蚀、水质侵蚀、渗漏和溶蚀等，其中以冻融破坏较为明显。
[0003]混凝土建筑物所处的环境凡是有正负温交替变化且混凝土内部足够饱水时，常会引起开裂和剥落，严重威胁着混凝土的耐久性。对于位于寒冷地区的混凝土建筑物，特别是那些处于干湿交替环境中的结构，如水坝、桥墩、涵洞、港口、码头工程等。混凝土经常由于交替的冻融循环作用而发生破坏，冻融破坏严重，影响水工建筑物的正常运行，并缩短其使用寿命。混凝土内部存在不同直径的孔，一般认为这些孔对混凝土的抗冻性有不利的影响。实际上混凝土的抗冻性跟孔结构特征有关，孔结构是混凝土细观结构的重要内容，它直接影响混凝土的许多性能（抗冻性、耐久性）等。硬化混凝土孔结构参数包括孔隙率、孔径大小、孔径分布、孔形状和气泡间距系数等。孔径大小决定了混凝土中孔溶液的冰点一般孔径越小冰点越低成冰率也低从而减小因结冰引起的对混凝土的破坏提高混凝土的抗冻性。
[0004]有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种抗冻混凝土及其制备方法，使其更具有产业上的利用价值。

技术实现思路
/>[0005]本专利技术主要解决的技术问题，针对目前普通混凝土的抗冻融性差，严重威胁着混凝土的耐久性的缺陷，为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种抗冻混凝土及其制备方法。
[0006]本专利技术的一种抗冻混凝土，是由干混料和水以及蜡样芽孢杆菌菌悬液混合后经二氧化碳蒸养后制得的，所述干混料包括普通硅酸盐水泥、河沙粗骨料、改性浮石、抗冻缓冲填料和羧甲基纤维素钠；所述改性浮石是由浮石粉碎物与正硅酸乙酯和水混合后经高温高压反应制得；所述抗冻缓冲填料是由淀粉、硅酸钠溶液、盐酸溶液混合反应后经高温高压反应制成。
[0007]一种抗冻混凝土的制备方法，具体制备步骤为：（1）改性浮石的制备：称取浮石粉碎，将浮石粉碎物与正硅酸乙酯和水混合后反应，反应结束后，过滤分离得滤饼，即得改性浮石，备用；
（2）反应液的制备：将淀粉和硅酸钠溶液混合，得到悬浮液，用盐酸调节悬浮液pH，继续搅拌反应，得到反应液；（3）抗冻缓冲填料的制备：将反应液高温高压脱水反应，反应结束后过滤得到滤渣，烘干后即得抗冻缓冲填料；（4）干混料的制备：称取普通硅酸盐水泥、河沙粗骨料、改性浮石、抗冻缓冲填料、羧甲基纤维素钠混合得到干混料；（5）混凝土湿料的制备：将干混料和水以及蜡样芽孢杆菌菌悬液混合后搅拌混合，搅拌结束后出料，得到混凝土湿料；（6）抗冻混凝土的制备：将混凝土湿料移入蒸养室内，在二氧化碳氛围下保温蒸养固化处理，即得抗冻混凝土。
[0008]进一步的，具体制备步骤为：（1）改性浮石的制备：称取浮石放入粉碎机中粉碎后得到浮石粉碎物，将得到浮石粉碎物与正硅酸乙酯和水混合后放入反应釜中，将反应釜密封，恒温恒压密闭反应，反应结束后，过滤分离得滤饼，即得改性浮石，备用；（2）反应液的制备：将淀粉和质量分数为30%的硅酸钠溶液混合后搅拌混合，得到悬浮液，用浓度为1mol/L的盐酸溶液调节悬浮液pH至4～5，继续搅拌反应30～40min，得到反应液；（3）抗冻缓冲填料的制备：将上述得到的反应液移入高压反应釜中，密封反应釜后，高温高压脱水反应，反应结束后过滤分离得到滤渣，放入烘箱中烘干后即得抗冻缓冲填料；（4）干混料的制备：称取普通硅酸盐水泥、河沙粗骨料、备用的改性浮石、上述抗冻缓冲填料、羧甲基纤维素钠混合得到干混料；（5）混凝土湿料的制备：将上述得到干混料和水以及浓度为106cfu/mL的蜡样芽孢杆菌菌悬液混合后装入混凝土搅拌机中，控制搅拌温度为35～45℃，搅拌转速为50～60r/min，保温搅拌混合20～30min，搅拌结束后出料，得到混凝土湿料；（6）抗冻混凝土的制备：将上述得到的混凝土湿料移入蒸养室内，控制蒸养室内温度，向蒸养室内以100mL/min的速率持续通入二氧化碳，在二氧化碳氛围下保温蒸养固化处理3～5天，即得抗冻混凝土。
[0009]进一步的，所述步骤（1）中，浮石粉碎物与正硅酸乙酯和水的质量比1：12：15，恒温恒压密闭反应的压力为3～5MPa，恒温恒压密闭反应的温度为200～300℃，恒温恒压密闭反
应的转速为200～300r/min，恒温恒压密闭反应的时间为2～4h。
[0010]进一步的，所述步骤（2）中，淀粉和质量分数为30%的硅酸钠溶液的质量比为1:10。
[0011]进一步的，所述步骤（3）中，高温高压脱水反应的压力为1～1.2Mpa，高温高压脱水反应的温度为200～220℃，高温高压脱水反应的时间为15～20min。
[0012]进一步的，所述步骤（4）中，按重量份数计，普通硅酸盐水泥为60～70份、河沙粗骨料为20～30份、改性浮石为20～30份、抗冻缓冲填料为10～15份、羧甲基纤维素钠为3～5份。
[0013]进一步的，所述步骤（5）中，干混料和水以及浓度为106cfu/mL的蜡样芽孢杆菌菌悬液的质量比为30:10:1。
[0014]进一步的，所述步骤（6）中，控制蒸养室内温度为35～45℃。
[0015]借由上述方案，本专利技术至少具有以下优点：（1）本专利技术首先以浮石为原料，将其粉碎后和正硅酸乙酯以及水混合进行高温高压反应，制得改性浮石，接着以淀粉为内核，将其和硅酸钠以及盐酸混合经过高温高压反应制得抗冻缓冲填料，随后将硅酸盐水泥、改性浮石、抗冻缓冲填料混合得到干混料，再将干混料和水以及微生物混合得到混凝土湿料，最后将混凝土湿料放在二氧化碳氛围下的蒸养室内，保温蒸养固化后即得抗冻混凝土；本专利技术以浮石为原料，将其和正硅酸乙酯以及水混合进行高温高压反应，首先使得正硅酸乙酯浸入浮石内部孔隙中，并在高温高压环境下水解形成纳米二氧化硅颗粒附着在浮石表面以及内部孔隙中，这些纳米二氧化硅形同一个个连续的突触，提高了浮石表面以及内部孔隙表面和水的接触角，从而使得浮石颗粒疏水性增强，使得浮石骨料在冻融过程中孔隙难以完全充盈赋水，浮石丰富的孔隙结构能够满足水冰相变产生的自由膨胀，在冻结过程中可为未冻水迁移“卸压”，从而使得由其制成的混凝土具有良好的抗冻性；（2）本专利技术还以淀粉为内核，将其和硅酸钠以及盐酸混合经过高温高压反应制得抗冻缓冲填料，利用淀粉表面的多羟基特性，使得硅酸钠和盐酸反应生成的原硅酸沉淀和羟基之间产生氢键吸附，将原硅酸吸附在淀粉表面，最后经高温高压反应，将原硅酸水解产生二氧化硅包覆在淀粉表面，形成二氧化硅微球，将其掺入混凝土中，并配合淀粉降解菌的作用，在混凝土固化后将二氧化硅微球内部的淀粉降解，从而形成空心的二氧化硅微球，空心的二氧化硅微球的形成能阻断混凝土中毛细水的迁移，同时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗冻混凝土，是由干混料和水以及蜡样芽孢杆菌菌悬液混合后经二氧化碳蒸养后制得的，其特征在于：所述干混料包括普通硅酸盐水泥、河沙粗骨料、改性浮石、抗冻缓冲填料和羧甲基纤维素钠；所述改性浮石是由浮石粉碎物与正硅酸乙酯和水混合后经高温高压反应制得；所述抗冻缓冲填料是由淀粉、硅酸钠溶液、盐酸溶液混合反应后经高温高压反应制成。2.一种抗冻混凝土的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）改性浮石的制备：称取浮石粉碎，将浮石粉碎物与正硅酸乙酯和水混合后反应，反应结束后，过滤分离得滤饼，即得改性浮石，备用；（2）反应液的制备：将淀粉和硅酸钠溶液混合，得到悬浮液，用盐酸调节悬浮液pH，继续搅拌反应，得到反应液；（3）抗冻缓冲填料的制备：将反应液高温高压脱水反应，反应结束后过滤得到滤渣，烘干后即得抗冻缓冲填料；（4）干混料的制备：称取普通硅酸盐水泥、河沙粗骨料、改性浮石、抗冻缓冲填料、羧甲基纤维素钠混合得到干混料；（5）混凝土湿料的制备：将干混料和水以及蜡样芽孢杆菌菌悬液混合后搅拌混合，搅拌结束后出料，得到混凝土湿料；（6）抗冻混凝土的制备：将混凝土湿料移入蒸养室内，在二氧化碳氛围下保温蒸养固化处理，即得抗冻混凝土。3.根据权利要求2所述的一种抗冻混凝土的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）改性浮石的制备：称取浮石放入粉碎机中粉碎后得到浮石粉碎物，将得到浮石粉碎物与正硅酸乙酯和水混合后放入反应釜中，将反应釜密封，恒温恒压密闭反应，反应结束后，过滤分离得滤饼，即得改性浮石，备用；（2）反应液的制备：将淀粉和质量分数为30%的硅酸钠溶液混合后搅拌混合，得到悬浮液，用浓度为1mol/L的盐酸溶液调节悬浮液pH至4～5，继续搅拌反应30～40min，得到反应液；（3）抗冻缓冲填料的制备：将上述得到的反应液移入高压反应釜中，密封反应釜后，高温高压脱水反应，反应结束后过滤分离得到滤渣，放入烘箱中烘干后即得抗冻缓冲填料；（4）干混料的制备：称取普通硅酸盐水泥、河沙粗骨料、备...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷小林，
申请(专利权)人：成都津芦海建筑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：