一种抗冻混凝土及其生产方法技术

本申请涉及一种抗冻混凝土及其生产方法，一种抗冻混凝土包含以下重量份的原料：水100~120份；粗骨料1100~1700份；细骨料550~780份；硅酸盐水泥350~560份；外加剂14~21份和复合海岛纤维96~256份；所述复合海岛纤维包括海组分和岛组分，所述海岛分由碳颗粒制成，所述岛组分包含聚氨基甲酸酯和抗冻添加剂，所述碳颗粒：聚氨基甲酸酯：抗冻添加剂的重量比为(28~58)：(3~5)：1。一种抗冻混凝土的生产方法包括：S1、按照重量份数称取物料备用；S2、制备复合海岛纤维；S3、将所有物料放入搅拌装置中搅拌均匀，得到抗冻混凝土。本申请具有提高混凝土抗冻融性能的效果。冻融性能的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种抗冻混凝土及其生产方法


[0001]本申请涉及混凝土的领域，尤其是涉及一种抗冻混凝土及其生产方法。

技术介绍

[0002]混凝土中的水分一般可以分为三类：化学结合水、物理吸附水和自由水，前两者对温度敏感性不大，至少要到
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78℃以下才会结冰；自由水分布在混凝土闭合孔、半闭合孔、连通孔以及肉眼不可见的毛细孔内，当温度降低到0℃以下后，自由水会由液相变成固相，体积膨胀大约9％左右，膨胀的体积会对混凝土内部产生压力，破坏混凝土的内部结构并使混凝土内部形成各种裂缝，降低了混凝土的使用寿命。
[0003]相关技术中，抗冻混凝土中添加了橡胶颗粒，橡胶颗粒较强的变形能力为自由水体积膨胀提供了缓冲空间，减缓了裂缝的发展，从而提高了抗冻性能。另外橡胶颗粒表面粗糙，易携带空气，掺入混凝土中具有引气作用，也对抗冻性起到改善作用。
[0004]针对上述中的相关技术，专利技术人认为：橡胶颗粒体积较大，橡胶颗粒添加到混凝土浆料中后会影响混凝土中各组分的粘结效果，自由水变为固相后，混凝土中的骨料易在自由水压力作用下相互分离，导致混凝土抗冻融性能较差。

技术实现思路

[0005]为了提高混凝土的抗冻融性能，本申请提供一种抗冻混凝土及其生产方法。
[0006]第一方面，本申请提供的一种抗冻混凝土，采用如下的技术方案：一种抗冻混凝土包含以下重量份的原料：水100～120份；粗骨料1100～1700份；细骨料550～780份；硅酸盐水泥350～560份；外加剂14～21份和复合海岛纤维96～256份；所述复合海岛纤维包括海组分和岛组分，所述海岛分由碳颗粒制成，所述岛组分包含聚氨基甲酸酯和抗冻添加剂，所述碳颗粒：聚氨基甲酸酯：抗冻添加剂的重量比为(28～58)：(3～5)：1。
[0007]通过采用上述技术方案，添加了抗冻添加剂的聚氨基甲酸酯经共轭纺丝工艺形成复合海岛纤维中的抗冻弹性长丝，复合海岛纤维包缠混凝土中的骨料，自由水膨胀时，复合海岛纤维的海组分断裂且岛组分伸长，抗冻添加剂从抗冻弹性长丝上脱落，抗冻添加剂降低了自由水凝固的温度，减小了混凝土被撑裂的概率，提高混凝土的抗冻融性能；自由水体积缩小，海组分收缩，抗冻添加剂被包裹在抗冻弹性长丝内，雨季抗冻添加剂不易被自由水冲走，增加了复合海岛纤维的循环利用的次数，进一步提高混凝土的抗冻融性能。
[0008]可选的，所述抗冻添加剂包含吸水剂和防冻剂，所述吸水剂与防冻剂的重量比为1：1。
[0009]通过采用上述技术方案，防冻剂与固相的自由水接触，固相的自由水在防冻剂作用下变为液相，减小了自由水对混凝土中物料的压力，混凝土中的裂缝不易继续扩大；吸水剂将融化后的自由水吸附，将自有水转化为化学结合水或物理吸附水，减小了融化后的自由水再次变为固态的概率。
[0010]可选的，复合海岛纤维制备包括以下步骤：将吸水剂和防冻剂混合均匀，得到抗冻添加剂；将抗冻添加剂加入聚氨基甲酸酯，混合均匀得到纺丝备用料；将纺丝备用料和碳颗粒加入共轭纺丝设备，使用共轭纺丝法生产得到海组分为碳纤维，岛组分为抗冻弹性长丝的复合海岛纤维。
[0011]通过采用上述技术方案，制备得到海组分为碳纤维，岛组分为添加有抗冻添加剂的聚氨基甲酸酯弹性长丝，碳组分外包裹有阻隔层的复合海岛纤维，该方法工艺简单，便于控制复合海岛纤维中各组分的含量。
[0012]可选的，所述复合海岛纤维外包裹有石蜡，所述石蜡喷洒在海组分的外侧以形成阻隔层。
[0013]通过采用上述技术方案，混凝土搅拌过程中，复合海岛纤维与混凝土中的骨料相互摩擦，导致复合海岛纤维受损而强度降低；阻隔层包裹在复合海岛纤维的外侧，从而使复合海岛纤维的强度不易受损；阻隔层粘附在复合海岛纤维的端部，使复合海岛纤维的海组分在搅拌过程中不易与自由水接触，从而减缓了抗冻添加剂的损耗速度。
[0014]可选的，所述外加剂包括减水剂、引气剂和分散剂，所述减水剂：引气剂：分散剂的重量比为10：1：(3～10)。
[0015]通过采用上述技术方案，减水剂和引气剂配合使用，提高了混凝土的抗冻融性能；分散剂增加了混凝土中各物料的分散均匀性，提高了混凝土整体的强度，提高了混凝土的耐久性。
[0016]可选的，所述抗冻混凝土还包含重量份为1～3份的粘结剂。
[0017]通过采用上述技术方案，粘结剂增加了复合海岛纤维与混凝土中其它物料的粘结强度，复合海岛纤维粘结相邻的骨料，使混凝土不易开裂。
[0018]可选的，所述抗冻混凝土还包含重量份为2～3份的叔碳酸乙烯酯。
[0019]通过采用上述技术方案，防冻剂中的钠盐会引发碱
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骨料反应，导致混凝土膨胀开裂；由于叔碳酸乙烯酯的α
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碳原子上烷基基团的位阻效应，可显著提高混凝土的耐碱性，减小了混凝土开裂的概率，从而提高了混凝土的抗冻融性能。
[0020]第二方面，本申请提供的一种抗冻混凝土的生产方法，采用如下的技术方案：一种抗冻混凝土的生产方法包括以下步骤：S1、按照重量份数称取粗骨料、细骨料、硅酸盐水泥、水、外加剂和复合海岛纤维备用；S2、将粗骨料、细骨料、硅酸盐水泥、水、外加剂和复合海岛纤维放入搅拌装置中搅拌均匀，得到抗冻混凝土。
[0021]通过采用上述技术方案，混凝土生产工艺简单，提高了混凝土加工的合格率和产品的一致性，提高了抗冻混凝土的质量。
[0022]第三方面，本申请提供的一种抗冻混凝土的生产方法，采用如下的技术方案：一种抗冻混凝土的生产方法包括以下步骤：P1、按照重量份数称取粗骨料、细骨料、硅酸盐水泥、水、减水剂、引气剂、分散剂、粘结剂、叔碳酸乙烯酯和复合海岛纤维备用；P2、将粗骨料、细骨料、硅酸盐水泥、减水剂、引气剂、复合海岛纤维和叔碳酸乙烯
酯放入搅拌装置，得到干混料；P3、将水和分散剂投入P2制备的干混料中，得到混合浆料；P4、将粘结剂投入P3制得的混合浆料中，得到抗冻混合土。
[0023]通过采用上述技术方案，干混料混合均匀后加入水，自由水不易阻碍硅酸盐水泥的分布；粘结剂增加了混凝土中各物料的粘结强度，采用上述步骤，将粘结剂加入混合浆料，粘结剂不易阻碍混凝土中各物料的分散性，提高了抗冻混凝土的耐久性。
[0024]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：1.复合海岛纤维的岛组分为碳组分，碳颗粒在经过纺丝后形成多孔的碳纤维，即海岛纤维的岛组分，碳纤维的比强度和比模量高，复合海岛纤维对骨料的粘结作用较强，使骨料之间不易分离，从而使混凝土不易形成裂缝；复合海岛纤维的海组分包括聚氨基甲酸酯和抗冻添加剂，聚氨基甲酸酯经共轭纺丝工艺后形成弹性长丝，即海岛纤维海组分的主体，骨料之间相互分离导致复合海岛纤维的岛组分断裂后，弹性长丝将相邻骨料粘结在一起，使裂缝不易扩大；弹性长丝伸长过程中，抗冻添加剂在弹性长丝的空隙中落出并与自由水接触，固相的自由水在抗冻添加剂的作用下变为液相自由水，混凝土不易再继续开裂；抗冻添加剂降低了自由水的凝固点，使自由水不易再凝固，提高了混凝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗冻混凝土，其特征在于，包含以下重量份的原料：水100~120份；粗骨料1100~1700份；细骨料550~780份；硅酸盐水泥350~560份；外加剂14~21份和复合海岛纤维96~256份；所述复合海岛纤维包括海组分和岛组分，所述海岛分由碳颗粒制成，所述岛组分包含聚氨基甲酸酯和抗冻添加剂，所述碳颗粒：聚氨基甲酸酯：抗冻添加剂的重量比为(28~58)：(3~5)：1。2.根据权利要求1所述的一种抗冻混凝土，其特征在于，所述抗冻添加剂包含吸水剂和防冻剂，所述吸水剂与防冻剂的重量比为1：1。3.根据权利要求2所述的一种抗冻混凝土，其特征在于，复合海岛纤维制备包括以下步骤：将吸水剂和防冻剂混合均匀，得到抗冻添加剂；将抗冻添加剂加入聚氨基甲酸酯，混合均匀得到纺丝备用料；将纺丝备用料和碳颗粒加入共轭纺丝设备，使用共轭纺丝法生产得到复合海岛纤维。4.根据权利要求3所述的一种抗冻混凝土，其特征在于，所述复合海岛纤维外包裹有石蜡，所述石蜡喷洒在海组分的外侧以形成阻隔层。5.根据权利要求1所述的一种抗冻混凝土，其特征在于，所述外...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓东，石甜甜，董征生，
申请(专利权)人：济南圣华混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：