CN109796160A

CN109796160A - 抗冻混凝土及其制备方法

Info

Publication number: CN109796160A
Application number: CN201910202631.4A
Authority: CN
Inventors: 胡静宇
Original assignee: Beijing Heliyuan Concrete Co Ltd
Current assignee: Beijing Heliyuan Concrete Co Ltd
Priority date: 2019-03-16
Filing date: 2019-03-16
Publication date: 2019-05-24

Abstract

本发明公开了一种抗冻混凝土，解决了混凝土领域，其技术方案要点是质量份数计，包括水泥55～75份、粉煤灰18～24份、砂124～134份、碎石108～116份、矿粉26～32份、贝壳粉45～58份、减水剂4～8份、流平剂5～9份、抗冻剂9～15份、缓凝剂3～9份、碘化盐5～9份、水60～80份。通过采用上述技术方案，在流平剂和缓凝剂的配合作用下，混凝土能够在较长一段时间内保持流动性，从而在自身重力的作用下，混凝土内部的空隙就会被填充均匀，从而也就是实现了自密实的作用。另外，贝壳粉的主要成份为碳酸钙，其在混凝土固化的过程中有助于提高成型效率，从而有利于提高混凝土的抗压强度。

Description

抗冻混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及混凝土领域，特别涉及一种抗冻混凝土及其制备方法。

背景技术

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；此外，抗冻性能本就是混凝土耐久性非常重要的一个方面，被冻坏是混凝土耐久性劣化的形式的典型代表，而且抗冻性与混凝土耐久性的其他方面也密切相关，因此抗冻性混凝土的研制是一项极具实用价值的任务。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗冻混凝土，其能够在低温环境下进行施工，同时固化后结构强度也较大，并且也不容易发生冻裂的问题，再者，其生产方法较为简单。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种抗冻混凝土，按质量份数计，包括水泥65～75份、粉煤灰16～26份、砂125～135份、碎石112～124份、矿粉24～36份、贝壳粉48～56份、减水剂5～11份、引气剂6～12份、抗冻剂8～14份、缓凝剂4～ 12份、膨润土6～16份和水70～90份。

通过采用上述技术方案，抗冻剂的加入能够有效地降低混凝土发生开裂的概率，并且，引气剂和膨润土均能够向混凝土中带入了一些微小的气泡，这样能够减少混凝土的热传导，从而外界的低温不容易传递至混凝土内部避免混凝土内部收缩程度过大而导致开裂的问题，从而也就有效地提高了抗冻性能。

优选为，所述贝壳粉由经过含有碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶的混合酶液处理后的贝壳研磨而成。

通过采用上述技术方案，经过上述酶液处理后的贝壳粉中会出现一种甲壳素，不仅具有较强的粘性，能够提高混凝土原料的整体粘合度，同时，甲壳素还是良好的抑菌剂，其能够在混凝土固化之后减少真菌在混凝土表面的繁殖，从而也就能够有效地提高混凝土的使用寿命。

优选为，所述贝壳粉的粒度小于5μm。

通过采用上述技术方案，这样贝壳粉能够均匀地分散到混凝土中，从而有效地保证了混凝土的均质性。

优选为，所述减水剂为SNF-A/PNS-A萘系高效减水剂(湖北艾金化工有限公司)和硬脂酸钠的混合物，两者的质量比为1∶1.6。

通过通过采用上述技术方案，一方面SNF-A/PNS-A萘系高效减水剂和硬脂酸钠能够有效的减少水的用量，其次，硬脂酸钠带有脂肪酸根，脂肪酸根离子能够与贝壳粉中的Ca²⁺、 CaHCO₃ ⁺、CaOH⁺等离子反应生成脂肪酸钙沉淀物，包覆在贝壳粉粒子表面，并且，脂肪酸钙中的烃基使贝壳粉表面性质由亲水变成亲油，这样混凝土固化之后就能够减少被水冲刷的概率。同时，所形成的部分脂肪酸钙的粘结性也较强，从而位于混凝土表面的贝壳粉能够形成一道膜，为混凝土起到屏障保护作用，从而降低了混凝土直接于外界物质直接接触而被腐蚀的概率。

优选为，所述引气剂为十二烷基磺酸钠和甲基纤维素醚的混合物，两者的质量比为1∶ 1.5。

通过采用上述技术方案，十二烷基苯磺酸钠能够有效地减少混凝土的塌落度损失，而甲基纤维素醚能够在混凝土固化之后形成网状结构，从而有效地增强了混凝土整体性，进而有效地提高了混凝土的抗冻能力。

优选为，所述防冻剂为YD-A3聚羧酸系混凝土防冻剂和乙二醇的混合物，两者的质量比为1∶1.6。

通过采用上述技术方案，YD-A3聚羧酸系混凝土防冻剂和乙二醇混合的复合防冻剂，能够有效地降低混凝土在低温环境中的收缩率，从而也就能够提高混凝土的防冻能力。

优选为，所述缓凝剂为糊精和乙二胺四乙酸二钠的混合物，两者的质量比为2∶1。

通过采用上述技术方案，由于水泥中存在有Ca²⁺、Mg²⁺离子，因而离子水化能力小，颗粒表面形成的水膜较薄，彼此吸引力较大，故水泥在成型时所需的力也较大。而乙二胺四乙酸二钠中的Na⁺能够交换出混凝土中的Ca²⁺、Mg²⁺离子，其与Ca²⁺、Mg²⁺离子刚好相反，对水泥的可塑性影响较小，从而有利于提高水泥的成型效果。

优选为，所述碘化盐为碘化锂或碘化亚铜中的一种或两种。

通过采用上述技术方案，碘化盐具有较强的热稳定性，能够有效地提高有机助剂的热稳定性能。尤其是碘化锂，其锂离子还能够与减水剂和润滑剂中的羰基之间存在配合作用，产生了类似网络的结构，阻碍了有机助剂的分子链及相应自由基的运动，因而使有机助剂分子链在受热分解时比完全自由的分子链需克服更大的能垒，从而具有更高的热分解温度，这样也就进一步提高了混凝土的结构强度。

优选为，所述碎石的粒径为5～25mm。

选用上述规格的碎石，一方面有助于保证混凝土的结构强度，另一方面也有助于更好地使其分散在原料中，从而使得获得的混凝土质地更为均匀。

一种抗冻混凝土的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、按规定质量，将水泥、粉煤灰、砂、矿粉、碎石和贝壳粉加入到搅拌器中，并加入1/2质量的水搅拌均匀；

步骤二、待搅拌均匀之后，向搅拌器中加入减水剂、流平剂、抗冻剂、缓凝剂和碘化盐，并加入剩下的水进行搅拌，待混合均匀后下料，得到成品的抗冻混凝土。

通过采用上述技术方案，先将颗粒大的原料先进行混合，之后再加入小颗粒的原料和助剂，从而有利于提高原料的混合效果。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、贝壳粉的添加，使得混凝土成型效果更佳，从而能够有效地提高混凝土的抗压的性能；

2、对贝壳粉进行酶液处理，这样能够有效地提高混凝土抗真菌的性能，从而也就提高了混凝土的耐久性；

3、硬脂酸钠的硬脂酸容易与贝壳粉中的钙元素形成硬脂酸沉淀，这样在混凝土固化后容易在表面形成一道保护膜，并且其较强的粘接性也有助于提高混凝土的结构强度；

4、引气剂和抗冻剂的共同作用，能够有效地提高混凝土的抗冻性能。

附图说明

图1为一种抗冻混凝土的制备工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图1对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

一种抗冻混凝土，包括如下步骤：

步骤一、将65Kg水泥、16Kg粉煤灰、125Kg砂、24Kg矿粉、112Kg粒径为5～25mm的碎石、48Kg贝壳粉和6Kg膨润土加入到搅拌器中，并加入35Kg水，并以400rpm转速搅拌20min，以保证搅拌均匀；

步骤二、待搅拌均匀之后，向搅拌器中加入5Kg减水剂、6Kg引气剂、8Kg抗冻剂、4Kg缓凝剂和5Kg碘化盐，并加入35Kg水以600rpm转速搅拌30min，待搅拌均匀后下料，得到成品的抗冻混凝土。

其中，贝壳粉的制备：先配制50ml pH为8.0的亚硫酸钠缓冲溶液，用1ml曲拉通作为表面活性剂，并使用质量比为1∶1∶1的碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶的组合酶 5g作催化；将亚硫酸钠缓冲溶液、曲拉通和组合酶三者混合得到酶液；将贝壳浸泡于酶液中，控制恒温摇床温度为50℃，转速300r/min的条件下水解2小时；之后，将贝壳研磨成平均粒度小于5μm的贝壳粉。

另外，此处的减水剂为SNF-A/PNS-A萘系高效减水剂和硬脂酸钠的混合物，两者的质量比为1∶1.6，且SNF-A/PNS-A萘系高效减水剂由湖北艾金化工有限公司生产；引气剂为十二烷基磺酸钠和甲基纤维素醚的混合物，两者的质量比为1∶1.5；防冻剂为YD-A3聚羧酸系混凝土防冻剂和乙二醇的混合物，两者的质量比为1∶1.6，并且YD-A3聚羧酸系混凝土防冻剂由北京东方亿达建材有限公司生产；缓凝剂为糊精和乙二胺四乙酸二钠的混合物，两者的质量比为2∶1，再者碘化盐为碘化锂。

实施例二：

一种抗冻混凝土，包括如下步骤：

步骤一、将75Kg水泥、26Kg粉煤灰、135Kg砂、36Kg矿粉、124Kg粒径为5～25mm的碎石、56Kg贝壳粉和16Kg膨润土加入到搅拌器中，并加入45Kg水，并以400rpm转速搅拌 20min，以保证搅拌均匀；

步骤二、待搅拌均匀之后，向搅拌器中加入11Kg减水剂、12Kg引气剂、14Kg抗冻剂、12Kg缓凝剂和9Kg碘化盐，并加入45Kg水以600rpm转速搅拌30min，待搅拌均匀后下料，得到成品的抗冻混凝土。

另外，此处的减水剂为SNF-A/PNS-A萘系高效减水剂和硬脂酸钠的混合物，两者的质量比为1∶1.6，且SNF-A/PNS-A萘系高效减水剂由湖北艾金化工有限公司生产；引气剂为十二烷基磺酸钠和甲基纤维素醚的混合物，两者的质量比为1∶1.5；防冻剂为YD-A3聚羧酸系混凝土防冻剂和乙二醇的混合物，两者的质量比为1∶1.6，且YD-A3聚羧酸系混凝土防冻剂由北京东方亿达建材有限公司生产；缓凝剂为糊精和乙二胺四乙酸二钠的混合物，两者的质量比为2∶1，再者碘化盐为碘化亚铜。

实施例三：

一种抗冻混凝土，包括如下步骤：

步骤一、将70Kg水泥、21Kg粉煤灰、130Kg砂、30Kg矿粉、118Kg粒径为5～25mm的碎石、52Kg贝壳粉和11Kg膨润土加入到搅拌器中，并加入40Kg水，并以400rpm转速搅拌 20min，以保证搅拌均匀；

步骤二、待搅拌均匀之后，向搅拌器中加入8Kg减水剂、9Kg引气剂、12Kg抗冻剂、8Kg 缓凝剂和7Kg碘化盐，并加入40Kg水以600rpm转速搅拌30min，待搅拌均匀后下料，得到成品的抗冻混凝土。

另外，此处的减水剂为SNF-A/PNS-A萘系高效减水剂和硬脂酸钠的混合物，两者的质量比为1∶1.6，且SNF-A/PNS-A萘系高效减水剂由湖北艾金化工有限公司生产，引气剂为十二烷基磺酸钠和甲基纤维素醚的混合物，两者的质量比为1∶1.5；防冻剂为YD-A3聚羧酸系混凝土防冻剂和乙二醇的混合物，两者的质量比为1∶1.6，且YD-A3聚羧酸系混凝土防冻剂由北京东方亿达建材有限公司生产；缓凝剂为糊精和乙二胺四乙酸二钠的混合物，两者的质量比为2∶1，再者碘化盐为碘化锂和碘化亚铜，两者的质量比为1∶1。

实施例四：

一种抗冻混凝土，包括如下步骤：

步骤一、将65Kg水泥、26Kg粉煤灰、130Kg砂、30Kg矿粉、112Kg粒径为5～25mm的碎石、48Kg贝壳粉和11Kg膨润土加入到搅拌器中，并加入40Kg水，并以400rpm转速搅拌20min，以保证搅拌均匀；

步骤二、待搅拌均匀之后，向搅拌器中加入5Kg减水剂、12Kg引气剂、14Kg抗冻剂、6Kg缓凝剂和9Kg碘化盐，并加入40Kg水以600rpm转速搅拌30min，待搅拌均匀后下料，得到成品的抗冻混凝土。

另外，此处的减水剂为SNF-A/PNS-A萘系高效减水剂和硬脂酸钠的混合物，两者的质量比为1∶1.6，且SNF-A/PNS-A萘系高效减水剂由湖北艾金化工有限公司生产；引气剂为十二烷基磺酸钠和甲基纤维素醚的混合物，两者的质量比为1∶1.5；YD-A3聚羧酸系混凝土防冻剂和乙二醇的混合物，两者的质量比为1∶1.6，缓凝剂为糊精和乙二胺四乙酸二钠的混合物，两者的质量比为2∶1，再者碘化盐为碘化锂和碘化亚铜。

实施例五：

一种抗冻混凝土，包括如下步骤：

步骤一、将75Kg水泥、18Kg粉煤灰、134Kg砂、26Kg矿粉、116Kg粒径为5～25mm的碎石和52Kg贝壳粉加入到搅拌器中，并加入40Kg水，并以400rpm转速搅拌20min，以保证搅拌均匀；

步骤二、待搅拌均匀之后，向搅拌器中加入6Kg减水剂、5Kg流平剂、15Kg抗冻剂、3Kg 缓凝剂和7Kg碘化盐，并加入Kg水以600rpm转速搅拌30min，待搅拌均匀后下料，得到成品的抗冻混凝土。

另外，此处的减水剂为SNF-A/PNS-A萘系高效减水剂和硬脂酸钠的混合物，两者的质量比为1∶1.2，且SNF-A/PNS-A萘系高效减水剂由湖北艾金化工有限公司生产，流平剂为乙撑双脂肪酸酰胺和丙烯酸酯的混合物，两者的质量比为1∶0.8，防冻剂为DC-3聚羧酸防冻剂和乙二醇的混合物，两者的质量比为1∶1.6，缓凝剂为糊精和乙二胺四乙酸二钠的混合物，两者的质量比为2∶1，再者碘化盐为碘化锂。

根据坍落度流动测试法、V型漏斗试验法和L箱型试验法对本发明的自密实膨胀混凝土进行试验，另外，对于混凝土的抗菌性进行测试，其主要的方法是将混凝土制成 30cm*30cm*30cm的混凝土块，之后再在混凝土块滴加10滴细胞营养液，并置于常温环境下 7日，并观察菌落的发展数量，从而获得以下表1和表2的数据：

表1为自密实膨胀混凝土的工作性能表

表2为自密实膨胀混凝土的工作性能表

从上述的表1和表2的数据中可以看出，本发明的抗冻混凝土具有以下特点：

1.其能够在满足正常工作性能的前提下，同时也能够保证充分的补偿收缩；

2.易于浇筑，施工快速，有利于减少现场人力，提高劳动生产率，效果良好，降低工程费用；

3.泵送性好；

4.本申请的混凝土还具有良好的抑菌性能，有利于避免真菌的繁殖对混凝土造成破坏。

另外，基于实施例三的操作步骤上，并结合如下表3的参数数据，进行对比例一至对比例四的操作，并进行如实施例三的测试实验，得到如表4和表5所示的实验结果：

表3对比例一至对比例四的各物质参数

表4为自密实膨胀混凝土的工作性能表

表5为自密实膨胀混凝土的工作性能表

从实施例一至实施例五以及对比例一至对比例四中可以看出，本申请的抗冻混凝土均具有良好的可塑性，并且还具备有较强的抗压性能，以及抑菌特性，因而适合众多领域。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims

1.一种抗冻混凝土，其特征在于：按质量份数计，包括

2.根据权利要求1所述的一种抗冻混凝土，其特征在于：所述贝壳粉由经过含有碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶的混合酶液处理后的贝壳研磨而成。

3.根据权利要求2所述的一种抗冻混凝土，其特征在于：所述贝壳粉的粒度小于5μm。

4.根据权利要求1所述的一种抗冻混凝土，其特征在于：所述减水剂为SNF-A/PNS-A萘系高效减水剂和硬脂酸钠的混合物，两者的质量比为1∶1.6。

5.根据权利要求1所述的一种抗冻混凝土，其特征在于：所述引气剂为十二烷基磺酸钠和甲基纤维素醚的混合物，两者的质量比为1∶1.5。

6.根据权利要求1所述的一种抗冻混凝土，其特征在于：所述防冻剂为YD-A3聚羧酸系混凝土防冻剂和乙二醇的混合物，两者的质量比为1∶1.6。

7.根据权利要求1所述的一种抗冻混凝土，其特征在于：所述缓凝剂为糊精和乙二胺四乙酸二钠的混合物，两者的质量比为2∶1。

8.根据权利要求1所述的一种抗冻混凝土，其特征在于：所述碘化盐为碘化锂或碘化亚铜中的一种或两种。

9.根据权利要求1所述的一种抗冻混凝土，其特征在于：所述碎石的粒径为5～25mm。

10.如权利要求1至9中任意一项权利要求所述的一种抗冻混凝土的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、按规定质量，将水泥、粉煤灰、砂、矿粉、碎石、贝壳粉和膨润土加入到搅拌器中，并加入1/2质量的水搅拌均匀；

步骤二、向步骤一的搅拌器中加入减水剂、引气剂、抗冻剂、缓凝剂和碘化盐，并加入剩下的水进行搅拌，待混合均匀后下料，得到成品的抗冻混凝土。