CN113998961A - 一种使用固体防冻剂的抗冻混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种使用固体防冻剂的抗冻混凝土及其制备方法，该抗冻混凝土由固体防冻剂(掺量为混凝土体积的2％～8％)代替引气剂用于抗冻混凝土，同时加入消泡剂使混凝土的含气量≤1％，所得预拌抗冻混凝土抗压强度≥C40，抗冻的耐久性指数≥DF100。固体防冻剂的加入解决了传统抗冻混凝土含气量稳定性差、抗冻性能指标不易达标的问题。

Description

一种使用固体防冻剂的抗冻混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料制备技术领域，具体为一种使用固体防冻剂的抗冻混凝土及其制备方法。
背景技术
我国建筑固废数量快速增长，已经引发一系列环境和安全问题，比如大量堆放导致的土地占用问题以及这些废弃物不易分解而造成的环境污染问题等。固废物要经过相当长的时间才能自然分解，如果能将这些物质加以利用，势必可以改善以上问题，还可以降低天然资源的利用问题。
混凝土抗冻性一般以抗冻等级表示。抗冻等级是采用龄期28d的试块在吸水饱和后，承受反复冻融循环，以抗压强度下降不超过25％，而且质量损失不超过5％时所能承受的最大冻融循环次数来确定的。GBJ50164—92将混凝土划分为以下抗冻等级：F50、F100、F150、F200、F250、F300、F350、F400和>F400九个等级，分别表示混凝土能够承受反复冻融循环次数为50、100、150、200、250、300、350、400和>400次。抗冻等级≥F50的混凝土称为抗冻混凝土。
抗冻混凝土的含气量一般为4％～6％，通常是在混凝土搅拌时加入引气剂，引气剂在混凝土搅拌过程中发生化学反应并生成微小气泡，均匀分布于混凝土拌合物中，但是这种方法对引气剂的发泡倍数、泡沫稳定性要求较高，另外受到混凝土搅拌站生产工艺、混凝土运距以及施工现场的浇筑时间、浇筑工艺、振捣水平等多重因素影响，采用相同引气剂生产的抗冻混凝土亦不能保证混凝土含气量稳定性。
发明内容
本发明的目的是提供一种使用固体防冻剂的抗冻混凝土，该抗冻混凝土能解决传统引气剂产生的抗冻混凝土含气量稳定性差、抗冻性能指标不易达标的问题。
本发明的另外一个发明目的是提供以上所述抗冻混凝土的制备方法；该制备方法简单易行，成本低廉，在制备方法中，利用固体引气剂筒压强度较低的特点，使其以固体形态替代抗冻混凝土中的微小气泡，并在混凝土拌合物中加入消泡剂，制备抗冻混凝土。
为了实现以上发明目的，本发明的具体技术方案为：
一种使用固体防冻剂的抗冻混凝土，所述抗冻混凝土包括以下原料：水泥、碎石、砂、固体防冻剂、消泡剂、矿物掺合料、外加剂和水；其中，固体防冻剂的添加量为抗冻混凝土体积的2％～8％；消泡剂的掺量为水泥质量的0.1％～2％。
作为本申请中一种较好的实施方式，水泥、碎石、砂、矿物掺合料、外加剂与水的质量比为450：960：980：90:4:135。
作为本申请中一种较好的实施方式，所述的水泥型号为PO42.5R；
作为本申请中一种较好的实施方式，所述碎石的粒径为5～20mm；
作为本申请中一种较好的实施方式，所述砂的细度模数为2.3；
作为本申请中一种较好的实施方式，所述的防冻剂为固体防冻剂；
作为本申请中一种较好的实施方式，所述的消泡剂为有机硅消泡剂；
作为本申请中一种较好的实施方式，矿物掺合料为Ⅰ级粉煤灰；
作为本申请中一种较好的实施方式，外加剂为聚羧酸高效减水剂。
作为本申请中一种较好的实施方式，一种使用固体防冻剂的抗冻混凝土包括以下含量的原料：水泥450kg，碎石960公斤，中砂980公斤，固体防冻剂5L、消泡剂、矿物掺合料90㎏，外加剂4㎏，水135㎏。
作为本申请中一种较好的实施方式，以上所述使用固体防冻剂的抗冻混凝土的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)按比例称取各原料，然后将各原料进行混合均匀得混凝土拌合物；
2)浆拌和好的混凝土拌合物完成后进行卸料，测定其含气量。
作为本申请中一种较好的实施方式，混凝土拌合物搅拌时间为30s～120s。
作为本申请中一种较好的实施方式，采用以上配方和方法制备得到的该抗冻混凝土的含气量≤1％，抗压强度≥C40，抗冻性的耐久性指数≥D100。
作为本申请中一种较好的实施方式，所述固体防冻剂由一种或多种粒径的再生加气混凝土骨料组成，通过改性剂进行改性处理后用于抗冻混凝土；改性剂为水溶性胶粘剂和水溶性乳液的一种或几种与水混合而成，水的质量比例为0.8～0.95。再生加气混凝土骨料需经过搅拌喷洒工艺进行改性，且搅拌设备选用滚筒式搅拌机等骨料粒径和粉尘含量影响较小的搅拌设备。
作为本申请中一种较好的实施方式，固体防冻剂所用再生加气混凝土骨料的粒径为0.075mm～1.18mm范围内单粒级配或连续级配。
作为本申请中一种较好的实施方式，将以上制备的抗冻混凝土进行成型试块并进行标准养护，测定其28天抗压强度为46Mpa，其抗冻性的耐久性指数为DF150。
与现有技术相比，本发明的积极效果体现在：
(一)固体防冻剂以微小骨料形态替代抗冻混凝土中的微小气泡，解决了传统抗冻混凝土对引气剂质量要求较高、混凝土拌合物含气量不宜达标的问题，保证了抗冻混凝土的质量稳定性。
(二)通过本方法，抗冻混凝土的含气量≤1％，所得预拌抗冻混凝土抗压强度≥C40，抗冻的耐久性指数≥DF100。
具体实施方式
一种使用固体防冻剂的抗冻混凝土，所述抗冻混凝土包括以下原料：水泥、碎石、砂、固体防冻剂、消泡剂、矿物掺合料、外加剂和水；其中，固体防冻剂的添加量为抗冻混凝土体积的2％～8％；消泡剂的掺量为水泥质量的0.1％～2％。
作为优选，水泥、碎石、砂、矿物掺合料、外加剂与水的质量比为450：960：980：90:4:135。
作为优选，所述的水泥型号为PO42.5R；
作为优选，所述碎石的粒径为5～20mm；
作为优选，所述砂的细度模数为2.3；
作为优选，所述的防冻剂为固体防冻剂；
作为优选，所述的消泡剂为有机硅消泡剂；
作为优选，矿物掺合料为Ⅰ级粉煤灰；
作为优选，外加剂为聚羧酸高效减水剂。
作为优选，一种使用固体防冻剂的抗冻混凝土包括以下含量的原料：水泥450kg，碎石960公斤，中砂980公斤，固体防冻剂5L、消泡剂、矿物掺合料90㎏，外加剂4㎏，水135㎏。
作为优选，以上所述使用固体防冻剂的抗冻混凝土的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)按比例称取各原料，然后将各原料进行混合均匀得混凝土拌合物；
2)浆拌和好的混凝土拌合物完成后进行卸料，测定其含气量。
作为优选，混凝土拌合物搅拌时间为30s～120s；更优选搅拌时间为60s或45s。
作为优选，采用以上配方和方法制备得到的该抗冻混凝土的含气量≤1％，抗压强度≥C40，抗冻性的耐久性指数≥D100。
作为优选，将以上制备的抗冻混凝土进行成型试块并进行标准养护，测定其28天抗压强度为46Mpa，其抗冻性的耐久性指数为DF150
为了使本发明的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明中做进一步的阐述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。
本发明中所记载的％，如无特殊说明，均表示其质量百分含量，即wt％。
以下实施例中所采用的固体防冻剂采用以下方法制备得到：分别将再生加气混凝土骨料(粒径为0.15mm～0.6mm)和再生加气混凝土骨料(粒径为0.6mm～1.18mm)按照体积比9:1进行计量，然后通过料斗卸料至正在运行的自落式滚筒搅拌机中，通过搅拌机供水装置计量喷洒改性剂进行改性，改性处理温度为室温，改性处理时间为120s。改性剂为聚氨酯水性胶黏剂、丙烯酸乳液与水的混合物，聚氨酯水性胶黏剂、丙烯酸乳液与水的质量比为1:2:20，改性剂与再生加气混凝土骨料总质量的比例关系为1:1.2。将搅拌均匀的混合骨料卸料至料斗并送入干燥室进行烘干处理，得到抗冻混凝土用固体防冻剂。最后将干燥后的固体防冻剂进行包装储存。
下述实施例中所采用的原料可与具体实施方式一致。
实施例1:
将水泥450kg，碎石960公斤，中砂980公斤，固体防冻剂5L、消泡剂0.36kg、矿物掺合料90㎏，外加剂4㎏，水135㎏，卸料至搅拌机，原材料计量误差满足《预拌混凝土》(GB/T14902-2012)标准要求，在搅拌机中搅拌60s后出料并测定其含气量，含气量实测值为0.5％，然后成型试块并进行标准养护(振捣时间为8s)，测定其28天抗压强度为46.3Mpa，其抗冻性的耐久性指数为DF150。
实施例2：
将水泥450kg，碎石960公斤，中砂980公斤，固体防冻剂5L、消泡剂0.36kg、矿物掺合料90㎏，外加剂4㎏，水135㎏，卸料至搅拌机，原材料计量误差满足《预拌混凝土》(GB/T14902-2012)标准要求，在搅拌机中搅拌90s后出料并测定其含气量，含气量实测值为0.4％，然后成型试块并进行标准养护振捣时间为8s)，测定其28天抗压强度为44.5Mpa，其抗冻性的耐久性指数为DF150。
实施例3：
将水泥450kg，碎石960公斤，中砂980公斤，固体防冻剂5L、消泡剂0.36kg、矿物掺合料90㎏，外加剂4㎏，水135㎏，卸料至搅拌机，原材料计量误差满足《预拌混凝土》(GB/T14902-2012)标准要求，在搅拌机中搅拌90s后出料并测定其含气量，含气量实测值为0.4％，然后成型试块并进行标准养护振捣时间为12s)，测定其28天抗压强度为45.3Mpa，其抗冻性的耐久性指数为DF150。
对比例1：
制备方法同实施例1，区别仅在于使用36g十二烷基苯磺酸钠替代5L固体防冻剂以及不使用消泡剂，混凝土拌合物含气量实测值为5.1％，测定其28天抗压强度为45.9Mpa，其抗冻性的耐久性指数为DF150。
对比例2：
制备方法同实施例2，区别仅在于使用36g十二烷基苯磺酸钠替代5L固体防冻剂以及不使用消泡剂，混凝土拌合物含气量实测值为3.8％，测定其28天抗压强度为46.8Mpa，其抗冻性的耐久性指数为DF125。
对比例3：
制备方法同实施例3，区别仅在于使用36g十二烷基苯磺酸钠替代5L固体防冻剂以及不使用消泡剂，混凝土拌合物含气量实测值为2.5％，测定其28天抗压强度为48.5Mpa，其抗冻性的耐久性指数为DF125。
上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种使用固体防冻剂的抗冻混凝土，其特征在于，所述抗冻混凝土包括以下原料：
水泥、碎石、砂、固体防冻剂、消泡剂、矿物掺合料、外加剂和水；其中，固体防冻剂的添加量为抗冻混凝土体积的2％～8％；消泡剂的掺量为水泥质量的0.1％～2％。
2.如权利要求1所述使用固体防冻剂的抗冻混凝土，其特征在于，
水泥、碎石、砂、矿物掺合料、外加剂与水的质量比为450：960：980：90:4:135。
3.如权利要求1所述使用固体防冻剂的抗冻混凝土，其特征在于，固体防冻剂的添加量为抗冻混凝土体积的2％。
4.如权利要求1所述使用固体防冻剂的抗冻混凝土，其特征在于，固体防冻剂的添加量为抗冻混凝土体积的3％。
5.如权利要求1所述使用固体防冻剂的抗冻混凝土，其特征在于，固体防冻剂的添加量为抗冻混凝土体积的4％。
6.如权利要求1所述使用固体防冻剂的抗冻混凝土，其特征在于，固体防冻剂的添加量为抗冻混凝土体积的5％。
7.如权利要求1所述使用固体防冻剂的抗冻混凝土，其特征在于，固体防冻剂的添加量为抗冻混凝土体积的6％。
8.如权利要求1-7中任一所述使用固体防冻剂的抗冻混凝土的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)按比例称取各原料，然后将各原料进行混合均匀得混凝土拌合物；
2)浆拌和好的混凝土拌合物完成后进行卸料。
9.如权利要求8所述抗冻混凝土的制备方法，其特征在于：混凝土拌合物搅拌时间为30s～120s。
10.如权利要求1-7中任一所述使用固体防冻剂的抗冻混凝土，其特征在于，
该抗冻混凝土的含气量≤1％，抗压强度≥C40，抗冻性的耐久性指数≥D100。
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