CN111205011A - 一种用于路面混凝土的防冻剂 - Google Patents

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张瑞玲
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Abstract

本发明涉及一种用于路面混凝土的防冻剂，其特征在于：包括如下重量份的原料：乙二醇65‑80份、尿素18‑25份，三乙醇胺0.5‑4份，氯化钠15‑40份，减水剂60‑115份，水280‑370份，通过本发明提供的防冻剂，掺防冻剂的混凝土相比较普通混凝土而言，冬季施工效果明显，能够在较低的温度下保持混凝土强度的增长，混凝土掺防冻剂可以降低自由水的冰点，降低混凝土中的液相冰点，并使混凝土在一定负温下有部分不冻水存在，保证混凝土不遭受冻害并在一定时间里获得一定强度，使冰晶较为分散，从而能够维持强度增长。

Description

一种用于路面混凝土的防冻剂
技术领域
本发明属于混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种用于路面混凝土的防冻剂。
背景技术
混凝土通常是以水泥作胶凝材料，砂、石作集料，与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合，经搅拌而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它具有易成型、能耗低、耐久性好、价格便宜以及与钢材结合可制成各种承重机构的优点，是当代应用最广泛的建筑材料，对人类社会的发展起着十分重要的作用。我国地域辽阔，在长江中下游、东北、华北及内蒙古、青海、新疆等地，冬季气温都在-5℃以下，极端最低气温甚至接近-40℃，而当温度降低到0℃及0℃以下时，存在于混凝土中的自由水开始结冰，逐渐由液相(水)变为固相(冰)，浆体中的水、或者浆体硬化后毛细孔中的水结冰，直接后果是水结冰膨胀，导致浆体涨裂，间接后果是，能参与水泥水化作用的水减少，加之温度低，水化作用减慢，强度增长相应减慢；如果混凝土尚未建立初始强度，或混凝土初始强度较低时内部水分结冰，水泥水化作用基本停止，强度就不再增长，而结冰引起的冰晶压极易容易破坏混凝土。
本发明的目的是提供一种混凝土防冻剂，该混凝土防冻剂具有优异的抗冻能力，并且该制备方法工序简单且原料易得，提高混凝土的防冻性能。
发明内容
本发明的目的是为了解决背景技术中所提出的问题，而提供一种用于路面混凝土的防冻剂，用在混凝土搅拌加工中，可以使混凝土具有抗冻、防冻性能，不影响建筑质量。
本发明的目的是这样实现的：
一种用于路面混凝土的防冻剂，包括如下重量份的原料：乙二醇65-80份、尿素18-25份，三乙醇胺0.5-4份，氯化钠15-40份，减水剂60-115份，水280-370份。
进一步的，包括如下重量份的原料：乙二醇70-85份、尿素20-24份，三乙醇胺2-3份，氯化钠28-32份，减水剂80-88份，水295-315份。
进一步的，包括如下重量份的原料：乙二醇72g、尿素23g、三乙醇胺2.5g、氯化钠30g、减水剂85g、水300g。
进一步的，所述减水剂为木质素磺酸钠。
进一步的，所述混凝土采用的基准水泥为湖波牌矿渣硅酸盐水泥32.5级，所述基准水泥的标准稠度用水量140.0g，所述基准水泥的初凝时间为283min，所述基准水泥的终凝时间368min。
进一步的，所述防冻剂通过如下步骤制备：按质量比称取相应的原料，将乙二醇、减水剂和1/4总量的水混合，搅拌均匀，得到混合料A，将尿素、氯化钠、三乙醇胺和2/4总量的水混合，搅拌均匀，得到混合料B，将松香热聚物和1/4总量的水混合后，以30-50r/min的速度搅拌混合2-3min，得到混合料C；将混合料A和混合料B加入混合料C中，以30-50r/min的速度搅拌5-10min，得到混凝土防冻剂。
进一步的，所述混合料A的制备过程中，于23-30℃下，300-500r/min的速度持续搅拌5-10min，得到混合料A。
进一步的，所述混合料B的制备过程中，于25-35℃下，300-500r/min的速度持续搅拌25-40min，得到混合料B。
进一步的，所述松香热聚物的重量份为0.1-0.3份。
进一步的，在标准温度和湿度下养护28天后，进行渗透性试验，基准混凝土在渗透压为0.5MPa时开始透水，掺加防冻剂的负温混凝土渗透压为0.6-0.9MPa时发生透水，渗透压力比公式如下：
Pr=PAT/PC×100，
其中，Pr表示渗水压力比（%），PC表示标准养护28d的基准混凝土的透水压力（MPa），PAT表示掺加防冻剂的负温混凝土（-7+56d）的透水压力（MPa）。
进一步的，所述基准水泥为湖波牌矿渣硅酸盐水泥32.5级，所述基准水泥的标准稠度用水量140.0g所述基准水泥的初凝时间为283min，所述基准水泥的终凝时间368min。
进一步的，所述混凝土在负温状况下进行试验，所述试验步骤如下：
1）第一组适配基准水泥的混凝土，掺加上述的防冻剂，放入标准混凝土养护室进行养护，养护温度20℃±3℃，湿度为90%，分别测定7d、28d的混凝土强度，第二组适配基准水泥的混凝土在不掺加复合防冻剂的情况下，其他状况与第一组的材料组分一样的混凝土试块，放在标准混凝土养护室温度20℃±3℃，湿度为90%的情况下进行养护，分别测定7d、28d的抗压强度；
2）掺加防冻剂的混凝土试块，浇注成型后，分别采用在-5℃、-10℃、-15℃、-20℃下进行负温下养护7天，测定解冻后混凝土的抗压强度，分析水泥的水化进展状况，然后把负温养护下的混凝土转入标准养护下进行养护，经过一定的时间段，检测混凝土的强度，通过混凝土后期强度规律，来判断是否满足规范和施工要求；
3）根据与实验室相同的配合比，掺加防冻剂，在冬季进行施工，其相当于实验室的变负温养护，分别测其的混凝土钻芯强度值和回弹强度值，与步骤的实验室测的混凝土强度值做对比。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明提供的一种用于路面混凝土的防冻剂，掺防冻剂的混凝土相比较普通混凝土而言，冬季施工效果明显，能够在较低的温度下保持混凝土强度的增长，混凝土掺防冻剂可以降低自由水的冰点，降低混凝土中的液相冰点，并使混凝土在一定负温下有部分不冻水存在，保证混凝土不遭受冻害并在一定时间里获得一定强度，使冰晶较为分散，从而能够维持强度增长。
2、本发明提供的一种用于路面混凝土的防冻剂，减水剂降低了用水量及保持混凝土需要的和易性，大幅度降低用水量并增加混凝土坍落度，还有分散作用，使水泥成为彼此分离的、细小的单个粒子均匀分布于水中，从而达到降低混凝土中的冻水含量，改善混凝土孔隙结构，并使冻晶粒度小而分散，以减轻冰的破坏作用。
3、本发明提供的一种用于路面混凝土的防冻剂，三乙醇胺具有防冻、减水和早强剂的效果，尿素、氯化钠具有防冻作用。
4、本发明提供的一种用于路面混凝土的防冻剂，松香热聚物为引气组分，有效的减少拌合用水量，从而减少试拌混凝土中自由水的存在量，能够有效降低混凝土的离析和泌水等问题，增强和易性并能够有效提高混凝土的耐久性和抗冻能力。
附图说明
图1是本发明一种用于路面混凝土的防冻剂原料组成示意图。
图2是本发明一种用于路面混凝土的防冻剂对水泥强度的影响示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
结合图1，一种用于路面混凝土的防冻剂，包括如下重量份的原料：乙二醇72g、尿素23g、三乙醇胺2.5g、氯化钠30g、减水剂85g、水300g。
所述减水剂为木质素磺酸钠，所述混凝土采用的基准水泥为湖波牌矿渣硅酸盐水泥32.5级，所述基准水泥的标准稠度用水量140.0g，所述基准水泥的初凝时间为283min，所述基准水泥的终凝时间368min。
在混凝土浇筑之前，需要对各项保温措施进行一次全面检查，制定浇筑方案时，应避免分散浇筑，考虑集中浇筑，在开始浇筑混凝土时，做好测温工作，从对于原材料加热直到拆除保温材料为止，在室外实测温度在-5℃及其以上的时候，选用蓄热法来保证混凝土的早期强度，室外实测温度低于-5℃时，选择蒸汽加热养护，保证混凝土在短时间内取得临界强度，在取得早期强度时，混凝土未受到冰冻害作用。
选用湖波牌矿渣硅酸盐水泥32.5级，不宜采用火山灰水泥，禁止使用高铝水泥，防冻剂的掺量应根据混凝土的使用温度而定，指掺防冻剂混凝土施工现场5～7d内的最低温度，防冻剂应配制成规定浓度溶液使用，配制时应注意：氯化钠溶液不可与硫酸溶液混合，减水剂和引气剂不可与氯化钙混合，在钢筋混凝土和预应力混凝土工程中，应掺用无氯盐的复合防冻剂，保管复合防冻剂，严格执行规定掺量，混凝土出机的温度，不应低于7℃搅拌比正常时间延长50%，应控制混凝土入模温度在5℃以上，浇筑与振捣要衔接紧密，连续作业。
实施例2
在实施例1的基础上，所述防冻剂通过如下步骤制备：按质量比称取相应的原料，将乙二醇、减水剂和1/4总量的水混合，搅拌均匀，得到混合料A，将尿素、氯化钠、三乙醇胺和2/4总量的水混合，搅拌均匀，得到混合料B，将松香热聚物和1/4总量的水混合后，以30-50r/min的速度搅拌混合2-3min，得到混合料C；将混合料A和混合料B加入混合料C中，以30-50r/min的速度搅拌5-10min，得到混凝土防冻剂。
所述混合料A的制备过程中，于23-30℃下，300-500r/min的速度持续搅拌5-10min，得到混合料A，所述混合料B的制备过程中，于25-35℃下，300-500r/min的速度持续搅拌25-40min，得到混合料B，所述松香热聚物的重量份为0.1-0.3份。
减水剂降低了用水量及保持混凝土需要的和易性，大幅度降低用水量并增加混凝土坍落度，还有分散作用，使水泥成为彼此分离的、细小的单个粒子均匀分布于水中，从而达到降低混凝土中的冻水含量，改善混凝土孔隙结构，并使冻晶粒度小而分散，以减轻冰的破坏作用，三乙醇胺具有防冻、减水和早强剂的效果，尿素、氯化钠具有防冻作用，松香热聚物为引气组分，有效的减少拌合用水量，从而减少试拌混凝土中自由水的存在量，能够有效降低混凝土的离析和泌水等问题，增强和易性并能够有效提高混凝土的耐久性和抗冻能力。
实施例3
在标准温度和湿度下养护28天后，进行渗透性试验，基准混凝土在渗透压为O.5MPa时开始透水，掺加防冻剂的负温混凝土渗透压为0.6-0.9MPa时发生透水，渗透压力比公式如下：
Pr=PAT/PC×100，
其中，Pr表示渗水压力比（%），PC表示标准养护28d的基准混凝土的透水压力（MPa），PAT表示掺加防冻剂的负温混凝土（-7+56d）的透水压力（MPa）。
掺加复合防冻剂的负温混凝土渗透压为0.8MPa时发生透水，经计算得渗透压力比为150%，通过试验分析，掺加复合防冻剂混凝土的抗渗效果好于基准混凝土，抗渗性随着复合防冻剂的量的增加而提高，添加防冻剂，其为多种组分的复合，引气组分可以使混凝土毛细管道发生破坏，阻断了外界水分的进入，从而使混凝土的渗透性降低。
实施例4
结合图2，所述基准水泥为湖波牌矿渣硅酸盐水泥32.5级，所述基准水泥的标准稠度用水量140.0g所述基准水泥的初凝时间为283min，所述基准水泥的终凝时间368min。
所述混凝土在负温状况下进行试验，所述试验步骤如下：
1）第一组适配基准水泥的混凝土，掺加上述的防冻剂，放入标准混凝土养护室进行养护，养护温度20℃±3℃，湿度为90%，分别测定7d、28d的混凝土强度，第二组适配基准水泥的混凝土在不掺加复合防冻剂的情况下，其他状况与第一组的材料组分一样的混凝土试块，放在标准混凝土养护室温度20℃±3℃，湿度为90%的情况下进行养护，分别测定7d、28d的抗压强度；
2）掺加防冻剂的混凝土试块，浇注成型后，预养2-8个小时，分别采用在-5℃、-10℃、-15℃下进行负温下养护7天，测定解冻后混凝土的抗压强度，分析水泥的水化进展状况，然后把负温养护下的混凝土转入标准养护下进行养护，经过一定的时间段，检测混凝土的强度，通过混凝土后期强度规律，来判断是否满足规范和施工要求；
3）根据与实验室相同的配合比，掺加防冻剂，在冬季进行施工，其相当于实验室的变负温养护，分别测其的混凝土钻芯强度值和回弹强度值，与步骤的实验室测的混凝土强度值做对比。
在同等实验条件下，通过基准水泥、加入2%防冻剂的水泥、加入4%防冻剂的水泥和加入6%防冻剂的水泥对比，7天时，随着水泥中防冻剂量的增加，在水泥抗压强度试验中，随着防冻剂剂量的添加，水泥的抗压强度逐渐增强，28天时，水泥的抗压强度基本趋于平稳，该防冻剂各组分对水泥凝结时间、安定性、流动度不产生影响。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的保护范围内所做的任何修改，等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于路面混凝土的防冻剂，其特征在于：包括如下重量份的原料：乙二醇65-80份、尿素18-25份，三乙醇胺0.5-4份，氯化钠15-40份，减水剂60-115份，水280-370份。
2.根据权利要求1所述的一种用于路面混凝土的防冻剂，其特征在于：包括如下重量份的原料：乙二醇70-85份、尿素20-24份，三乙醇胺2-3份，氯化钠28-32份，减水剂80-88份，水295-315份。
3.根据权利要求1所述的一种用于路面混凝土的防冻剂，其特征在于：包括如下重量份的原料：乙二醇72g、尿素23g、三乙醇胺2.5g、氯化钠30g、减水剂85g、水300g。
4.根据权利要求1所述的一种用于路面混凝土的防冻剂，其特征在于：所述减水剂为木质素磺酸钠。
5.根据权利要求1所述的一种用于路面混凝土的防冻剂，其特征在于：所述混凝土采用的基准水泥为湖波牌矿渣硅酸盐水泥32.5级，所述基准水泥的标准稠度用水量140.0g，所述基准水泥的初凝时间为283min，所述基准水泥的终凝时间368min。
6.根据权利要求1所述的一种用于路面混凝土的防冻剂，其特征在于：所述防冻剂通过如下步骤制备：按质量比称取相应的原料，将乙二醇、减水剂和1/4总量的水混合，搅拌均匀，得到混合料A，将尿素、氯化钠、三乙醇胺和2/4总量的水混合，搅拌均匀，得到混合料B，将松香热聚物和1/4总量的水混合后，以30-50r/min的速度搅拌混合2-3min，得到混合料C；将混合料A和混合料B加入混合料C中，以30-50r/min的速度搅拌5-10min，得到混凝土防冻剂。
7.根据权利要求6所述的一种用于路面混凝土的防冻剂，其特征在于：所述混合料A的制备过程中，于23-30℃下，300-500r/min的速度持续搅拌5-10min，得到混合料A。
8.根据权利要求6所述的一种用于路面混凝土的防冻剂，其特征在于：所述混合料B的制备过程中，于25-35℃下，300-500r/min的速度持续搅拌25-40min，得到混合料B。
9.根据权利要求6所述的一种用于路面混凝土的防冻剂，其特征在于：所述松香热聚物的重量份为0.1-0.3份。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200529

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