CN102627437A - 一种用于寒区抗冻融的混凝土 - Google Patents

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苏超
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Abstract

本发明公开了一种建筑材料技术领域的寒区抗冻融的混凝土，其中1m3混凝土的组分及含量为：普通硅酸盐水泥270～450Kg、水90～200Kg，建筑用砂600～750Kg、碎石1100～1250Kg、矿物掺合料为30～200Kg、引气剂掺量为水泥质量的0.02～0.1%、内掺有机硅掺量为水泥质量的0.5～2%。按上述比例将普通硅酸盐水泥、建筑用砂、碎石、内掺有机硅、引起剂和矿物掺合料均匀混合，放入在搅拌机中加水充分搅拌，得到混凝土。28d龄期后在表面涂刷有机硅涂料，干燥24h后可到寒区超抗冻融的混凝土。本发明的混凝土在寒冷地区使用力学性能下降较低、表面剥蚀及弹性模量损失小，具有广阔的发展空间和市场前景。

Description

一种用于寒区抗冻融的混凝土
技术领域
本发明属于建筑材料工程技术领域，具体涉及一种用于寒区抗冻融的混凝土。
背景技术
在寒冷地区，水利工程、水泥混凝土路面、桥梁等基础设施在冻融循环的侵蚀下力学性能及微观结构迅速劣化，工程达不到设计的使用寿命。现有技术主要通过调整水胶比、添加矿物掺合料及引气剂的方式，提高混凝土的抗冻融循环性能。和普通混凝土相比，这些技术或提高了混凝土的密实度，或强化及减小了混凝土内的界面过渡区，或在混凝土内引入均匀封闭的孔，在一定程度上提高了混凝土的抗冻融循环性能。
发明专利201110074578.8提供一种自密实抗冻融混凝土。其特征是1m3混凝土中含有水泥375～475kg，细骨料785～835kg，粗骨料794～905kg，水160～175kg，粉煤灰0～126kg，磨细矿渣0～155kg，高性能减水剂6.75～9.55kg，废旧橡胶轮胎颗粒10～30kg。自密实抗冻融混凝土的制备工艺是机械搅拌，搅拌时间180秒～240秒。
在混凝土冻融循环过程中，水是冻害的“元凶”。上述技术没有从根本上阻止外加水分的渗入，也就无法大幅提升混凝土的抗冻融循环性能，尤其是在除冰盐、水分充足的环境中。
发明内容
本发明弥补了传统混凝土的不足，提供了一种用于寒区抗冻融的混凝土，该混凝土在寒冷地区使用力学性能下降较低、表面剥蚀及弹性模量损失小，具有广阔的发展空间和市场前景。
1、本发明是通过以下技术方案实现的，本发明的一种用于寒区抗冻融的混凝土组分及含量为：1m3的混凝土中含有：普通硅酸盐水泥270～450 Kg，水90～200 Kg，建筑用砂600～750 Kg，碎石1100～1250 Kg，矿物掺合料为30～200 Kg，引气剂掺量为水泥质量的0.02～0.1%，内掺有机硅掺量为水泥质量的0.5～2%。
上述的混凝土的表面上涂覆有机硅涂料，其用量为0.05 ～0.25 Kg/m2。
上述的建筑用砂为中砂。
上述的碎石最大粒径31.5mm。
上述的矿物掺合料为粉煤灰、磨细矿渣中的一种或两种混合。
上述的引气剂为上海麦斯特公司生产的MICRO-AIR 202混凝土引气剂。
上述的内掺有机硅为湖北菲格高薪材料有限公司生产的甲基硅醇钠。
上述的有机硅涂料为专利200810064004.0所述的用于路桥混凝土路面抗盐冻剥蚀的复合外加剂。
上述的粉煤灰为Ⅰ级灰或Ⅱ级灰中的一种。
上述的磨细矿渣为S105级、S95级或S75级中的一种。
本发明的寒区抗冻融的混凝土的制法及其使用方法：按上述比例将普通硅酸盐水泥、砂、碎石、内掺有机硅、引气剂和矿物掺合料均匀混合，放入搅拌机中加水充分搅拌，得到混凝土。28d龄期后在表面涂刷有机硅涂料，干燥24h后可到寒区超抗冻融的混凝土。
本发明混凝土的机理：在混凝土中添加矿物掺合料可以细化孔结构，减小界面过渡区；内部添加的有机硅可以在混凝土中在CO2的作用下生成甲基硅醇。在碱性物质（OH-）的激发下，甲基硅醇形成三维的聚硅氧烷树脂，为憎水性高分子材料。该树脂与混凝土中的OH-发生化学作用，填充了混凝土中的孔隙。而有机硅涂料能够增大混凝土表面和外部侵蚀介质之间的润湿角，在混凝土表面形成防水层。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明的混凝土的内部掺加有机硅，填充充堵塞混凝土内部孔隙，外部涂料涂刷的方式增加防水层，提高了混凝土抗冻融循环；
   2、该混凝土具有在寒区冻融循环后力学性能降低小，剥蚀量和相对动弹性模量损失低等特点；
   3、在混凝土中加入粉煤灰和磨细矿渣能够降低混凝土的工程造价、节约成本、达到利废环保的目的。
具体实施方式
下面对本发明的实施方式进行详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行，提供了详细的实施方式和具体操作过程，但本发明的保护范围不限于以下的实施例。下述事实例中未注明具体条件的试验方法，通常按现行相关规范进行。
实施例1
本发明的超抗冻融的混凝土的组分和采用比例为：普通硅酸盐水泥270～450 Kg/m3、水90～200 Kg/m3、建筑用砂600～750 Kg/m3、碎石1100～1250 Kg/m3、矿物掺合料30～200 Kg、引气剂掺量为水泥的0.02%～0.1%、内掺有机硅掺量为水泥的0.5～2%。混凝土的表面上涂覆有机硅涂料，其用量为0.05 ～0.25 Kg/m2。建筑用砂为中砂。碎石最大粒径31.5mm。矿物掺合料为粉煤灰、磨细矿渣中的一种或几种混合。引气剂为上海麦斯特公司生产的MICRO-AIR 202混凝土引气剂。内掺有机硅为湖北菲格高薪材料有限公司生产的甲基硅醇钠。有机硅涂料为专利200810064004.0所述的用于路桥混凝土路面抗盐冻剥蚀的复合外加剂。粉煤灰为Ⅰ级灰或Ⅱ级灰中的一种。磨细矿渣为S105级、S95级或S75级中的一种。
实施例2
本实施例用于寒区抗冻融的混凝土的组分及采用比例为：南京海螺水泥有限公司生产的海螺牌P·O42.5普通硅酸盐水泥270Kg/m3、Ⅰ级粉煤灰100 Kg/m3、建筑用中砂650 Kg/m3、碎石1250 Kg/m3、水200Kg/m3、MICRO-AIR 202混凝土引气剂掺量为水泥的0.02%、甲基硅醇钠掺量为水泥的0.5%、有机硅涂料为0.05 Kg/m2。按上述比例将水泥、粉煤灰、砂、碎石、引气剂及内掺有机硅均匀混合，加入搅拌用水在搅拌机中充分搅拌，得到混凝土。28d龄期后在表面涂刷有机硅涂料，干燥24h后可到寒区抗冻融的混凝土。
实施例3
本实施例用于寒区抗冻融的混凝土的组分及采用比例为：南京海螺水泥有限公司生产的海螺牌P·O42.5普通硅酸盐水泥450Kg/m3、S105级磨细矿渣50 Kg/m3、建筑用中砂750 Kg/m3、碎石1020 Kg/m3、水180Kg/m3、MICRO-AIR 202混凝土引气剂掺量为水泥的0.08%、甲基硅醇钠掺量为水泥的0.8%、有机硅涂料为0.1 Kg/m2。按上述比例将水泥、磨细矿渣、砂、碎石、内掺有机硅、引气剂及内掺有机硅均匀混合，加入搅拌用水在搅拌机中充分搅拌，得到混凝土。28d龄期后在表面涂刷有机硅涂料，干燥24h后可到寒区抗冻融的混凝土。
实施例4
    本实施例用于寒区抗冻融的混凝土的组分及采用比例为：南京海螺水泥有限公司生产的海螺牌P·O52.5普通硅酸盐水泥270Kg/m3、建筑用中砂700 Kg/m3、碎石1200 Kg/m3、水90Kg/m3、S75级磨细矿渣30 Kg/m3、MICRO-AIR 202混凝土引气剂掺量为水泥的0.08%、甲基硅醇钠掺量为水泥的0.1%、有机硅涂料为0.15 Kg/m2。按上述比例将水泥、磨细矿渣、砂、碎石、内掺有机硅、引气剂及内掺有机硅均匀混合，加入搅拌用水在搅拌机中充分搅拌，得到混凝土。28d龄期后在表面涂刷有机硅涂料，干燥24h后可到寒区抗冻融的混凝土。
实施例5
本实施例用于寒区抗冻融的混凝土的组分及采用比例为：南京海螺水泥有限公司生产的海螺牌P·O52.5普通硅酸盐水泥330Kg/m3、建筑用中砂600 Kg/m3、碎石1100 Kg/m3、水190Kg/m3、Ⅱ级粉煤灰100Kg/m3、S95磨细矿渣100Kg/m3、MICRO-AIR 202混凝土引气剂掺量为水泥的0.1%、甲基硅醇钠掺量为水泥的2%、有机硅涂料为0.25 Kg/m2。按上述比例将水泥、粉煤灰、磨细矿渣、砂、碎石、内掺有机硅、引气剂及内掺有机硅均匀混合，加入搅拌用水在搅拌机中充分搅拌，得到混凝土。28d龄期后在表面涂刷有机硅涂料，干燥24h后可到寒区抗冻融的混凝土。
实施例6
采用GB/T50082～2009标准中的快速冻融循环实验方法，对实施例2～5的制备的混凝土分别进行冻融循环实验（300次），得到混凝土表面涂刷有机硅涂料之前和之后的检测结果，其结果详见表1所示。
表1寒区超抗冻融的混凝土的基本性能
Figure 2012101313288100002DEST_PATH_IMAGE001

Claims (9)

1.一种用于寒区抗冻融的混凝土，其特征在于该混凝土组分及含量为，1m3的混凝土中含有：普通硅酸盐水泥270～450 Kg，水90～200 Kg，建筑用砂600～750 Kg，碎石1100～1250 Kg，矿物掺合料为30～200 Kg，引气剂掺量为水泥质量的0.02～0.1%，内掺有机硅掺量为水泥质量的0.5～2%。
2.根据权利要求1所述的一种用于寒区抗冻融的混凝土，其特征在于：所述的混凝土的表面上涂覆有机硅涂料，其用量为0.05～0.25 Kg/m2。
3.根据权利要求1所述的一种用于寒区抗冻融的混凝土，其特征在于：所述的建筑用砂为中砂。
4.根据权利要求1所述的一种用于寒区抗冻融的混凝土，其特征在于：所述的碎石最大粒径为31.5mm。
5.根据权利要求1所述的一种用于寒区抗冻融的混凝土，其特征在于：所述的引气剂为混凝土引气剂。
6.根据权利要求1所述的一种用于寒区抗冻融的混凝土，其特征在于：所述的内掺有机硅为甲基硅醇钠。
7.根据权利要求1所述的一种用于寒区抗冻融的混凝土，其特征在于：所述的矿物掺合料为粉煤灰、磨细矿渣中的一种或两种混合。
8.根据权利要求7所述的一种用于寒区抗冻融的混凝土，其特征在于：所述的粉煤灰为Ⅰ级灰或Ⅱ级灰中的一种。
9.根据权利要求7所述的一种用于寒区抗冻融的混凝土，其特征在于：所述的磨细矿渣为S105级、S95级或S75级中的一种。
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