一种高性能抗冻混凝土及其制备方法技术

本申请涉及混凝土的技术领域，具体公开了一种高性能抗冻混凝土，该混凝土由包含以下重量份的原料制得：水泥、水、矿粉、碎石、砂、粉煤灰、减水剂、硅酸镁锂、聚丙烯纤维和聚偏二氯乙烯共聚乳液；其制备方法包括以下步骤：水胶分散液A制备：取原料中2/5的水与硅酸镁锂混合搅拌；混合料制备：将水泥、矿粉、碎石、砂和粉煤灰搅拌，然后加入聚丙烯纤维，搅拌，加入减水剂和2/5的水，搅拌，得到混合料；混凝土制备：在混合料中加入水胶分散液A以及剩余的水，搅拌，最后加入聚偏二氯乙烯共聚乳液，搅拌，即得。本申请具体提高混凝土抗冻性性能的同时，不会降低强度，甚至可以进一步提高其抗压强度。甚至可以进一步提高其抗压强度。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能抗冻混凝土及其制备方法


[0001]本申请涉及混凝土的
，更具体地说，它涉及一种高性能抗冻混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]我国北方地区混凝土结构处于冻融环境下，常规混凝土在此环境下由于内外收缩不一致导致混凝土内部应力增大，容易产生裂缝。
[0003]为了提高混凝土的抗冻性能，通常采用加入引气剂的方式，引气剂可以使得混凝土在搅拌过程中引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡，这些微小气泡可以容纳自由水分的迁移，缓和结冰时的水压力，显著提高混凝土承受反复冻融的能力，但是混凝土的含气量每增加1％，抗压强度便会下降5％左右，而且在相同配合比的条件下，由于混凝土中引入了一定量的空气，干缩量也会增大，而各种形式的收缩都是引起混凝土开裂的重要原因，混凝土后期还会出现开裂问题。
[0004]因此亟需提供一种新的方法可以大大提升混凝土的抗冻性能，更加适用于严寒地带等地区施工，而且还不会降低混凝土的强度。

技术实现思路

[0005]为了提升混凝土的抗冻性能，同时不会降低混凝土的强度，本申请提供一种高性能抗冻混凝土及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种高性能抗冻混凝土，采用如下的技术方案：一种高性能抗冻混凝土，由包含以下重量份的原料制得：200
‑
300份水泥、120
‑
150份水、70
‑
90份矿粉、800
‑
1000份碎石、500
‑
700份砂、60
‑/>75份粉煤灰、2
‑
5份减水剂、25
‑
40份硅酸镁锂、30
‑
50份聚丙烯纤维和15
‑
25份聚偏二氯乙烯共聚乳液。
[0007]通过采用上述技术方案，硅酸镁锂的添加起到触变剂的作用，改善混凝土的流变性能，泵送时受力粘度较低，可泵性较好，可施工性强，混凝土成型后不受外力作用，粘度较大，可能是由于粘度的变化改善混凝土内部的孔隙结构，不仅增加混凝土的密实性，而且大大提升了混凝土的抗冻性能，得到的混凝土在提升抗冻性能的同时还提高混凝土的强度；聚偏二氯乙烯共聚乳液的添加不仅起优良的抗腐蚀性能，防止对钢筋的腐蚀，而且其具有一定的成膜特性，与矿粉、砂、碎石和粉煤灰等复配使用后，砂填充在碎石之间，搭接形成混凝土的基本骨架，矿粉、粉煤灰等代替部分水泥，减少水泥用量，降低水化热引起的收缩裂缝，且水泥、粉煤灰以及聚偏二氯乙烯共聚乳液混合后形成的水泥降起到优异的粘结作用，从而可以提高混凝土的强度。而且也可能是由于聚偏二氯乙烯共聚乳液分散成膜后透气透水性弱，在冻融环境下，对于体系中结冰水的膨胀和过冷水的迁移形成一定的阻碍，而且还阻止溶胀后硅酸镁锂后续干缩，从而可以提高混凝土的抗冻性，尤其防止由于混凝土的冻融引起的混凝土开裂问题。通过聚偏二氯乙烯共聚乳液添加量的控制使得混凝土体系中存在部分膜结构，对于水的迁移和膨胀起到一定程度的抑制，再配合硅酸镁锂对
于混凝土孔隙结构的影响，使得最终混凝土既可以自然凝结，还具有优异的抗冻和抗压强度。
[0008]聚丙烯纤维的添加不仅起到抗裂的作用，而且聚丙烯纤维均匀分散于水泥中起到类似筛网的作用，抑制水泥基材料中的颗粒下沉，减少基体中水溢出而形成的毛细通道，从而还起到抗冻作用，最终得到的混凝土抗冻性能更加优异，尤其适用于严寒地区，减少由于冻融引起的裂缝，而且还不会降低，甚至可以进一步提高混凝土的强度。
[0009]优选的，所述混凝土还包括10
‑
25重量份聚乙烯醇。
[0010]通过采用上述技术方案，聚乙烯醇溶于水后具有一定的粘性，进一步增大混凝土体系的粘结强度，提高其抗压强度，而且聚乙烯醇与硅酸镁锂复配使用，无机流变助剂与有机流变助剂复配使用后对于抗冻性能和强度提升更优。
[0011]优选的，所述混凝土还包括25
‑
40份膨胀剂。
[0012]通过采用上述技术方案，膨胀剂的添加可以抵消混凝土由于收缩产生的裂缝，进一步提升其抗裂性能。
[0013]优选的，所述膨胀剂选用硫铝酸钙膨胀剂。
[0014]通过采用上述技术方案，硫铝酸钙膨胀剂一定程度上提升混凝土的抗裂性能，但是硫铝酸钙型膨胀剂的抗冻性和耐热性差，申请人发现将硫铝酸钙型膨胀剂与聚偏二氯乙烯共聚乳液和硅酸镁锂复配使用，反而可以进一步提升混凝土的抗冻性能。
[0015]优选的，所述减水剂选用木质素磺酸钠或聚羧酸减水剂中的一种或两种。
[0016]优选的，所述粉煤灰为FI级粉煤灰；所述砂为细度模数在2.2
‑
1.3之间的水洗河砂；所述碎石为粒径为5
‑
25mm的连续粒级的碎石；所述水泥为42.5R硅酸盐水泥；所述矿粉为S95级矿粉。
[0017]优选的，所述聚丙烯纤维的长度为10
‑
14mm，直径为16
‑
20μm。
[0018]第二方面，本申请提供一种高性能抗冻混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：一种高性能抗冻混凝土的制备方法，包括以下步骤：水胶分散液A制备：取原料中2/5的水与硅酸镁锂混合搅拌，得到水胶分散液A；混合料制备：将水泥、矿粉、碎石、砂和粉煤灰搅拌，然后加入聚丙烯纤维，搅拌，加入减水剂和2/5的水，搅拌，得到混合料；混凝土制备：在混合料中加入水胶分散液A以及剩余的水，搅拌，最后加入聚偏二氯乙烯共聚乳液，搅拌，即得。
[0019]通过采用上述技术方案，首先将骨架固体材料混合，加入聚丙烯纤维，均匀分散在骨架材料体系中，再加入水混合，然后再加入水胶分散液A，使得水胶分散液A均匀分散在水泥体系中，最后加入聚偏二氯乙烯共聚乳液搅拌，使得各个原料物质均匀分散，得到混凝土，将得到混凝土泵送浇筑后，各个原料在聚偏二氯乙烯共聚乳液的作用以及水化热的温度环境下在后续可以粘结成膜，再结合聚偏二氯乙烯共聚乳液添加量的控制，使得体系内成膜呈现区域化分布，不会影响混凝土浇筑后的凝结。
[0020]优选的，所述混凝土还包括10
‑
25重量份聚乙烯醇和/或25
‑
40份膨胀剂，所述膨胀剂与水泥混合加入，所述聚乙烯醇与混凝土制备步骤中剩余的水搅拌分散后得到水胶分散液B，水胶分散液B与水胶分散液A混合后加入混合料中。
[0021]综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请中制得的混凝土抗冻性能更加优异，尤其适用于严寒地区，减少由于冻融引起的裂缝，而且还不会降低，甚至可以进一步提高混凝土的强度；2、本申请中硅酸镁锂和聚偏二氯乙烯共聚乳液的添加不仅可以大大提升混凝土的抗冻性能，而且可以提升混凝土的抗压强度。
[0022]2、本申请中聚乙烯醇溶于水后具有一定的粘性，进一步增大混凝土体系的粘结强度，提高其抗压强度，而且聚乙烯醇与硅酸镁锂复配使用，无机流变助剂与有机流变助剂复配使用后对于抗冻性能和强度提升更优。
具体实施方式
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能抗冻混凝土，其特征在于，由包含以下重量份的原料制得：200
‑
300份水泥、120
‑
150份水、70
‑
90份矿粉、800
‑
1000份碎石、500
‑
700份砂、60
‑
75份粉煤灰、2
‑
5份减水剂、25
‑
40份硅酸镁锂、30
‑
50份聚丙烯纤维和15
‑
25份聚偏二氯乙烯共聚乳液。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：所述混凝土还包括10
‑
25重量份聚乙烯醇。3.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：所述混凝土还包括25
‑
40份膨胀剂。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：所述膨胀剂选用硫铝酸钙膨胀剂。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：所述减水剂选用木质素磺酸钠或聚羧酸减水剂中的一种或两种。6.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：所述粉煤灰为FI级粉煤灰；所述砂为细度模数...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦森，
申请(专利权)人：陕西森右达环保建材有限公司，
类型：发明
国别省市：