一种抗冻性混凝土及其制备方法技术

本申请涉及建筑材料领域，更具体地说，它涉及一种抗冻性混凝土及其制备方法。一种抗冻性混凝土，其制备所用原料，按重量份数计算，包括如下组分：水泥180

【技术实现步骤摘要】
一种抗冻性混凝土及其制备方法


[0001]本申请涉及建筑材料领域，更具体地说，它涉及一种抗冻性混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]混凝土是指用水泥作胶凝材料、砂、石作骨料，与水、外加剂、掺合料按一定比例配合，经搅拌而得到的水泥混凝土，也称普通混凝土，是当今用量最大的建筑材料。
[0003]混凝土冻融破坏是高寒地区混凝土工程较常见的病害之一，是混凝土受到的物理作用(干湿变化、温度变化、冻融变化等)产生的损伤。引起混凝土冻融剥蚀的主要原因是混凝土空隙中的水，在干湿交替、冻融循环作用下，形成冰涨压力和渗透压力联合作用的疲劳应力，使混凝土产生由表及里的剥蚀破坏，从而降低混凝土强度。
[0004]我国幅员辽阔，不同地域的气候、环境差别较大，在广大的西部和北部地区，冬天温度通常很低，普通混凝土浇筑时容易被冻裂，很大程度上影响了建筑质量。所以急需一种具有抗冻性能的混凝土，提高混凝土在冻融环境下的抗冻性能。

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性混凝土及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种抗冻性混凝土，采用如下的技术方案：一种抗冻性混凝土，其制备所用原料，按重量份数计算，包括如下组分：水泥180
‑
220份；碎石850
‑
1250份；中砂600
‑
800份；引气剂4
‑
8份；减水剂4
‑
8份；粉煤灰60
‑
80份；水170
‑
200份；活性粉末掺料80
‑
120份；其中，活性粉末掺料由稻壳灰、橡胶粉与钢纤维混合组成。
[0007]通过采用上述技术方案，由稻壳灰、橡胶粉和钢纤维三者组成的活性掺料具有协同作用，一方面，活性掺料可以取代部分水泥，减少水泥的使用，从而降低混凝土对水分的吸收，进一步降低混凝土材料的含水量，提高混凝土的抗冻性能。另一方面，稻壳灰、橡胶粉和钢纤维分散在混凝土中，部分钢纤维填充在混凝土内部的孔隙中，橡胶粉和稻壳灰填充在钢纤维和混凝土的孔隙中，不仅可减小混凝土中孔隙的孔径，还可使水泥颗粒表面效应增强，促进水化反应进程，减少混凝土内部有害孔隙的数量，从而提高混凝土的密实性，降低混凝土对水分的吸收；同时，水在混凝土孔隙内部变成冰的过程中，部分填充在孔隙中的橡胶粉通过自身收缩给冰提供发展空间，而分散在混凝土中的钢纤维会跨越孔隙，形成桥架纤维，使孔隙内壁的扩展受到约束，在一定程度抑制了混凝土在冻融环境下混凝土内部
的开裂，提高混凝土的自愈能力，从而提高混凝土的抗冻、抗裂性能。
[0008]优选的，所述抗冻性混凝土，其制备所用原料，按重量份数计算，包括如下组分：水泥188
‑
204份；碎石930
‑
1090份；中砂640
‑
720份；引气剂4.8
‑
6.4份；减水剂4.8
‑
6.4份；粉煤灰64
‑
72份；水176
‑
188份；活性粉末掺料88
‑
104份。
[0009]通过采用上述技术方案，通过进一步优化各组分原料的配比，使得各组分原料之间能较好的配合，进一步减少混凝土中孔隙的孔径以及孔隙产生的概率，从而提高混凝土的抗冻、抗裂性能。
[0010]优选的，所述活性粉末掺料由稻壳灰、橡胶粉与钢纤维按重量比为1:(1.2
‑
1.4):(1.2
‑
1.6)混合组成。
[0011]通过采用上述技术方案，稻壳灰、橡胶粉与钢纤维按上述比例混合复配后，可促进活性粉末掺料的活性，有利于活性粉末掺料分散与混凝土的其他原料中，不仅能减小混凝土中孔隙的孔径，还能促进水化反应进程，减少混凝土内部有害孔隙的数量，提高混凝土的密实性，降低混凝土对水分的吸收，从而提高混凝土的抗冻、抗裂性能。
[0012]优选的，所述稻壳灰在使用之前，还经过烧结处理，所述烧结处理包括第一次烧结处理和第二次烧结处理，第一次烧结处理温度为350
‑
450℃，第一次烧结时间为1
‑
3h，第二次烧结处理温度为500
‑
600℃，第二次烧结时间为5
‑
6h。
[0013]通过采用上述技术方案，稻壳灰的主要化学成分是二氧化硅，稻壳灰经过两次烧结处理后，可得到高纯度的非晶态二氧化硅，非晶态二氧化硅具有良好的火山活性，可与混凝土的水化产物氢氧化钙反应，生成强度更高的低碱度水化钙凝胶，使得混凝土内部孔隙结构更紧密，并且提高连通孔隙的数量，有利于橡胶粉、钢纤维分散在混凝土孔隙内部并与孔隙内壁抵紧，降低混凝土对水分的吸收，而分散在混凝土中的钢纤维会跨越孔隙，形成桥架纤维，使孔隙内壁的扩展受到约束，在一定程度抑制了混凝土在冻融环境下混凝土内部的开裂，从而提高混凝土的抗冻性能、抗裂性能和抗压强度。
[0014]优选的，所述稻壳灰在烧结处理前，还经过酸浸泡处理，所述酸为盐酸、硫酸、硝酸中的任一种。
[0015]通过采用上述技术方案，稻壳灰经过酸化后，再经过烧结得到的稻壳灰，其火山灰活性更高、更稳定，且可降低燃烧时间对稻壳灰火山灰活性的影响，使水泥颗粒表面效应增强，有利于减少混凝土内部的孔隙，从而有利于减少填充在孔隙内壁的橡胶粉、钢纤维与孔隙内壁的间距，从而提高混凝土的密实性，降低混凝土对水分的吸收，从而提高混凝土的抗冻性能和抗压强度。
[0016]优选的，所述稻壳灰的浸泡过程中，酸为盐酸，其体积浓度为25
‑
35％。
[0017]通过采用上述技术方案，稻壳灰经过上述浓度的盐酸浸泡后，可降低稻壳灰中的碱金属杂质，提高烧结后稻壳灰中非晶态二氧化硅的含量，从而提高稻壳灰与橡胶粉、钢纤
维之间的协同作用，有利于减少混凝土内部的孔隙，抑制了混凝土在冻融环境下混凝土内部的开裂，从而提高混凝土的抗冻性能、抗裂性能和抗压强度。
[0018]优选的，所述橡胶粉在使用前，还经过预处理，所述预处理过程为：将橡胶粉用碱液浸泡后，干燥、研磨。
[0019]通过采用上述技术方案，将橡胶粉加入氢氧化钠溶液中浸泡后，可除去橡胶粉表面的芳烃油和硬脂酸锌，同时还能增大橡胶粉表面的粗糙度，改善橡胶粉与水泥、稻壳灰、钢纤维等原料的粘结性能。然后，将橡胶粉干燥后，研磨至粒径范围为3
‑
6mm的橡胶粉，将粒径范围为3
‑
6mm的橡胶粉填充在混凝土中，可有效提高混凝土中稳定“气泡”的数量，有利于提高混凝土的耐久性和抗冻性。
[0020]优选的，所述钢纤维的长度为4
‑
8mm,直径为0.01
‑
0.03mm。
[0021]通过采用上述技术方案，将上述规格的钢纤维加入混凝土的原料中，钢纤维与稻壳灰、橡胶粉等原料粘结良好，阻止了混凝土搅拌和成型过程中内部气泡的溢出。同时钢纤维可缓本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗冻性混凝土，其特征在于，其制备所用原料，按重量份数计算，包括如下组分：水泥 180
‑
220份；碎石 850
‑
1250份；中砂 600
‑
800份；引气剂 4
‑
8份；减水剂4
‑
8份；粉煤灰 60
‑
80份；水 170
‑
200份；活性粉末掺料 80
‑
120份；其中，活性粉末掺料由稻壳灰、橡胶粉与钢纤维混合组成。2.根据权利要求1所述的抗冻性混凝土，其特征在于，所述抗冻性混凝土，其制备所用原料，按重量份数计算，包括如下组分：水泥 188
‑
204份；碎石 930
‑
1090份；中砂 640
‑
720份；引气剂 4.8
‑
6.4份；减水剂 4.8
‑
6.4份；粉煤灰 64
‑
72份；水 176
‑
188份；活性粉末掺料 88
‑
104份。3.根据权利要求1所述的抗冻性混凝土，其特征在于，所述活性粉末掺料由稻壳灰、橡胶粉与钢纤维按重量比为1:(1.2
‑
1.4):(1.2
‑
1.6)混合组成。4.根据权利要求3所述的抗冻性混凝土，其特征在于，所述稻壳灰在使用之前，还经过烧结处理，所述烧结处理包括第一次烧结处理和第二次烧结处理，第...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱亚楠，朱莎莉，
申请(专利权)人：上海兆捷实业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：