一种抗冻混凝土及其制备方法技术

本申请涉及建筑材料技术领域，具体公开了一种抗冻混凝土及其制备方法。一种抗冻混凝土包括如下重量分数的原料：水150

A kind of frost resistant concrete and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种抗冻混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑材料
，尤其是涉及一种抗冻混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]普通混凝土指以水泥为主要胶凝材料，与水、砂、石子，必要时掺入化学外加剂和矿物掺合料，按适当比例配合，经过搅拌、密实成型和养护而成的人造石材。随着混凝土学科的不断发展和混凝土应用领域的不断拓展，受混凝土施工工况或者混凝土结构服役环境等影响，使混凝土的性能需要逐渐多样化，一般通过添加掺合料、外加剂或其他新型材料等实现对混凝土的性能提升。
[0003]引气剂是混凝土常用外加剂中的一种，是一种憎水性表面活性剂，加入混凝土拌合物中后，在混凝土搅拌过程中能产生大量微小气泡，这些大量微小气泡的存在提升了混凝土的抗冻性能。
[0004]现有技术中是用的引气剂，在混凝土中产生的起泡性、泡沫稳定性能不稳定，引气性能弱，对混凝土的抗冻性能贡献作用有限。

技术实现思路

[0005]为了提高混凝土的抗冻性能，本申请提供一种抗冻混凝土及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种抗冻混凝土，采用如下的技术方案：一种抗冻混凝土，包括如下重量份数的原料：水150
‑
180份；胶凝材料340
‑
400份；细骨料550
‑
650份；粗骨料1200
‑
1400份；减水剂2
‑
4份；引气剂0.01
‑
0.03份；所述引气剂由包括引发剂、催化剂、环氧乙烷、磷酸和邻二甲苯的原料经过加热、冷却、浓缩制得。
[0007]通过采用上述技术方案，未掺加引气剂的混凝土拌合物，其含气量大约在1.5％以下，这些气泡大多数大小不均匀、封闭性差，会对混凝土的工作性能和强度造成影响；引气剂分子的吸附作用，能够很大程度地降低整个水泥
‑
水
‑
空气体系的表面能，使得混凝土内可以快速引进大量均匀、微小的气泡，使硬化混凝土浆体中分布着不与毛细孔连通的、相互独立且封闭的空气泡，这些空气泡不易吸水饱和，并且空气泡周围受压迫的孔隙水可就近排入其中，为孔隙水提供“卸压空间”，缩短孔隙水的流程长度，降低水压力，从而提升混凝土的抗冻性能。
[0008]本申请中制得具备芳环基团、聚醚链以及末端磷酸基的引气剂；聚醚链和末端磷酸基作为亲水基团使引气剂分子表现出较强的极性，从而使引气剂的CMC值增加，在CMC值之前，引气剂浓度增加时，混凝土中表面张力降低，从而增加微小气泡在混凝土中存在的稳定性，为微小气泡在混凝土中稳定存在提供必要条件，另外，使混凝土中的微小气泡尺寸更小、数量更多，从而进一步提高引气剂对混凝土抗冻性能的提升效果；而芳环基团作为疏水基团，具有较低的HLB值，从而使引气剂表现出更好的起泡性和稳泡性能，进一步提高引气剂对混凝土抗冻性能的提升效果。
[0009]可选的，以所述引气剂的重量为基准，所述引气剂包括如下重量份数的原料：引发
剂80
‑
110份；催化剂0.1
‑
4份；环氧乙烷800
‑
1000份；磷酸6
‑
12份；邻二甲苯40
‑
50份。
[0010]通过采用上述技术方案，制备得到具有使混凝土抗冻性能优异的引气剂。
[0011]可选的，所述引气剂采用包括以下步骤的方法制备得到：S1：将引发剂和催化剂混合，加热，随后真空条件下反应得到初反应产物，将初反应产物与环氧乙烷混合，继续加热一段时间，得到反应中间体，得到反应中间体的反应过程始终处于一定压力状态下；S2：将反应中间体与磷酸和邻二甲苯混合后加热，冷却，浓缩，洗涤后得到引气剂。
[0012]通过采用上述技术方案，得到具备芳环基团、聚醚链以及末端磷酸基的引气剂,提高引气剂对混凝土抗冻性能的提升效果。
[0013]可选的，步骤S1中引发剂和催化剂混合后的加热温度为60
‑
80℃，真空反应时间为40
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60min，初反应产物与环氧乙烷混合后继续加热过程中的加热温度为100
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120℃，得到反应中间体的反应过程保持压力为0.2
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0.3Mpa；步骤S2中加热温度为120
‑
140℃，加热时间为16
‑
20h。
[0014]通过采用上述技术方案，在上述反应条件下，使各原料之间充分反应，制备得到的引气剂引气性能更优，进而对混凝土的抗冻性能提升效果显著。
[0015]可选的，所述引发剂选自苯酚和苯酚的烷基取代物中的任意一种或两种组合。
[0016]可选的，所述苯酚的烷基取代物中烷基为C6
‑
C10的饱和碳链。
[0017]可选的，所述烷基选自庚基、辛基、壬基、癸基中的任意一种。
[0018]可选的，苯酚的烷基取代物为4
‑
壬基苯酚。
[0019]通过采用上述技术方案，进一步提高引气剂对混凝土抗冻性能的提升效果。
[0020]可选的，所述催化剂为氢氧化钠、氢化钠中的任意一种。
[0021]通过采用上述技术方案，进一步提高引气剂对混凝土抗冻性能的提升效果。
[0022]可选的，以所述胶凝材料的重量为基准，所述胶凝材料包括水泥260
‑
310份和粉煤灰80
‑
90份。
[0023]通过采用上述技术方案，由于粉煤灰粒径要比水泥小，作为掺合料替代水泥时，会填充水泥孔隙以增大密实度，并且使水灰比适当降低，其良好的吸水性和球形颗粒可以使混凝土具有更好的流动性，提高粘结性能，使结构更加致密；并且粉煤灰二次水化反应的生成物会堵塞混凝土渗透通道，从而提高混凝土的抗渗性和抗冻性。
[0024]第二方面，本申请提供一种抗冻混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：一种抗冻混凝土的制备方法，包括以下步骤：步骤一，水与引气剂搅拌均匀，再与胶凝材料混合，得到胶凝预拌物；步骤二，将胶凝预拌物、细骨料、粗骨料混合，搅拌均匀得到抗冻混凝土。
[0025]通过采用上述技术方案，通过采用上述技术方案，各原料分批拌合、充分混合，使各原料充分配合使用、发挥作用，制得抗冻混凝土，上述制备方法简单高效，便于工业化生产。
[0026]综上所述，本申请具有以下有益效果：本申请制备得到的引气剂，具备疏水的芳环基团、亲水的聚醚链以及亲水的末端磷酸基；聚醚链和末端磷酸基的亲水性一方面使引气剂分子表现出强极性，使引气剂的CMC值增加，从而增加微小气泡在混凝土中存在的稳定性，另一方面，使混凝土中的微小气泡尺
寸更小、数量更多，从而进一步提高引气剂对混凝土抗冻性能的提升效果；而芳环基团的疏水性使引气剂分子具有较低的HLB值，从而使引气剂在混凝土中表现出更好的起泡性和稳泡性能，进一步提高引气剂对混凝土抗冻性能的提升效果。
具体实施方式
[0027]以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。<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，包括如下重量份数的原料：水150
‑
180份；胶凝材料340
‑
400份；细骨料550
‑
650份；粗骨料1200
‑
1400份；减水剂2
‑
4份；引气剂0.01
‑
0.03份；所述引气剂由包括引发剂、催化剂、环氧乙烷、磷酸和邻二甲苯的原料经过加热、冷却、浓缩制得。2.根据权利要求1所述的一种抗冻混凝土，其特征在于，以所述引气剂的重量为基准，所述引气剂包括如下重量份数的原料：引发剂80
‑
110份；催化剂0.1
‑
4份；环氧乙烷800
‑
1000份；磷酸6
‑
12份；邻二甲苯40
‑
50份。3.根据权利要求2所述的一种抗冻混凝土，其特征在于，所述引气剂采用包括以下步骤的方法制备得到：S1：将引发剂和催化剂混合，加热，随后真空条件下反应得到初反应产物，将初反应产物与环氧乙烷混合，继续加热一段时间，得到反应中间体，得到反应中间体的反应过程始终处于一定压力状态下；S2：将反应中间体与磷酸和邻二甲苯混合后加热，冷却，浓缩，洗涤后得到引气剂。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓松，郝剑军，张广辉，屈超鹏，李三，张攀，
申请(专利权)人：咸阳鼎诚建材有限公司，
类型：发明
国别省市：