CN114956697A - 耐冻高原混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐冻高原混凝土及其制备方法，该混凝土由基料、矿物掺合料、聚乙烯醇‑聚肽‑聚乙二醇和纳米炭黑组成，所述聚乙烯醇‑聚肽‑聚乙二醇的体积率为0.1％～1％，所述纳米炭黑的添加量为所述基料体积的1％～4％，所述基料由314质量份的水泥，767质量份的细骨料，1059质量份的粗骨料，155质量份的水，4.19质量份的减水剂，4.19质量份的引气剂组成，所述矿物掺合料由40质量份的矿粉和65质量份的粉煤灰组成。本发明解决了高原地区混凝土易结冰晶、起皮的问题。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，具体涉及一种耐冻高原混凝土及其制备方法。
背景技术
高海拔地区伴随高寒、干燥气候，且广泛分布有季节性冻土，在此条件下，混凝土长期受到高寒、强风雪、冰冻霜冻等影响，而导致混凝土的内部吸水结冰，冰化水会造成混凝土起皮脱落，且由于高海拔地区混凝土面经常结冰，不除冰又会严重影响人身安全，而冰面经常用各类化冰物质及方法不仅可能影响混凝土结构质量，且会耗费大量的人力物力。
发明内容
为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种耐冻高原混凝土及其制备方法，以解决高原地区混凝土易结冰晶、起皮的问题。
为实现上述目的，提供一种耐冻高原混凝土，由基料、矿物掺合料、聚乙烯醇-聚肽-聚乙二醇和纳米炭黑组成，所述聚乙烯醇-聚肽-聚乙二醇的体积率为0.1％～1％，所述纳米炭黑的添加量为所述基料体积的1％～4％，所述基料由314质量份的水泥，767质量份的细骨料，1059质量份的粗骨料，155质量份的水，4.19质量份的减水剂，4.19质量份的引气剂组成，所述矿物掺合料由40质量份的矿粉和65质量份的粉煤灰组成。
进一步的，所述细骨料为机制砂。
进一步的，所述机制砂的粒径范围5mm～31.5mm。
进一步的，所述减水剂为高性能聚羧酸减水剂。
进一步的，所述矿粉的比表面积为430m2/kg～520m2/kg。
本发明提供一种耐冻高原混凝土的制备方法，包括以下步骤将基料和矿物掺合料混合搅拌均匀，在搅拌过程中，依次分散加入纳米炭黑和聚乙烯醇-聚肽-聚乙二醇以获得耐冻高原混凝土。
本发明的有益效果在于，本发明的耐冻高原混凝土，通过添加能经受混凝土化学作用的聚乙烯醇-聚肽-聚乙二醇材料，利用聚乙烯醇-聚肽-聚乙二醇材料的高疏水性和大力度阻止冰晶的成长，减小混凝土孔隙结构中的水成份结冰与解冰的变化带来的混凝土结构内部的破坏力。本发明的耐冻高原混凝土，能更加环保去除混凝土表面冰层。本发明的耐冻高原混凝土的纳米炭黑材料不仅具有疏水性，还具有导电性，纳米炭黑的体积率为4％时，混凝土以5V电压通电能产生41摄氏度的温度，能在酷寒条件下将冰层解融，使之不能形成冰层，且没有其他方法的人力物力浪费以及对混凝土的伤害。本发明的耐冻高原混凝土，通过纳米炭黑材料和高效减水剂的加入，使得混凝土的孔隙率降低，尤其是毛细孔隙率大大降低；同时矿物掺合料中活性矿物质，改善了混凝土中水泥石的胶凝物质，使得混凝土结构性增强，这些都提升了混凝土的耐久性。
具体实施方式
下面结合实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本申请。
本发明提供了一种耐冻高原混凝土，由基料、矿物掺合料、聚乙烯醇-聚肽-聚乙二醇和纳米炭黑组成。
其中，基料由314质量份的水泥，767质量份的细骨料，1059质量份的粗骨料，155质量份的水，4.19质量份的减水剂，4.19质量份的引气剂组成。
细骨料为机制砂。机制砂的粒径范围5mm～31.5mm。
减水剂为高性能聚羧酸减水剂。
矿物掺合料由40质量份的矿粉和65质量份的粉煤灰组成。其中，矿粉的比表面积为430m2/kg～520m2/kg。利用矿物掺合料的活性SiO2及活性Al2O3，和水泥水化过程产生的游离石灰、碱性水化矽酸钙反应，以此改变水化胶凝物质，致使水泥结构更加紧密，从而增强混凝土的耐久性。
聚乙烯醇-聚肽-聚乙二醇的体积率为0.1％～1％。
纳米炭黑的添加量为所述基料体积的1％～4％。
本发明提供一种耐冻高原混凝土的制备方法，包括以下步骤将基料和矿物掺合料混合搅拌均匀，在搅拌过程中，依次分散加入纳米炭黑和聚乙烯醇-聚肽-聚乙二醇以获得耐冻高原混凝土。
以下通过多个具体实施例的对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。
实施例一
本实施例提供一种耐冻高原混凝土，主要成分由基料、矿物掺合料、纳米炭黑和聚乙烯醇-聚肽-聚乙二醇材料组成。
基料的组成成分：水泥314质量份，细骨料767质量份，粗骨料1059质量份，水155质量份，减水剂4.19质量份，引气剂4.19质量份；矿物掺合料的粉煤灰为65质量份，矿粉为40质量份。
纳米炭黑的体积占比为1％。
聚乙烯醇-聚肽-聚乙二醇材料的体积率为0.1％。
水泥、粗细骨料、减水剂、引气剂、混合矿物掺合料和水先进行搅拌，在拌和过程中分散加入纳米炭黑，搅拌时间通过现场匀质性试验确定，最后再加入聚乙烯醇-聚肽-聚乙二醇材料，搅拌均匀后即可用于施工，同时留存试验品。
实施例二
本实施例与实施例一相比，区别在于：本实施例中的聚乙烯醇-聚肽-聚乙二醇材料的体积率依次为0.4％。
实施例三
本实施例与实施例一相比，区别在于：本实施例中的聚乙烯醇-聚肽-聚乙二醇材料的体积率依次为0.7％。
实施例四
本实施例与实施例一相比，区别在于：本实施例中的聚乙烯醇-聚肽-聚乙二醇材料的体积率依次为1％。
实施例五
本实施例与实施例一相比，区别在于：本实施例中的纳米炭黑的体积占比为2％。
实施例六
本实施例与实施例五相比，区别在于：本实施例中的的聚乙烯醇-聚肽-聚乙二醇材料的体积率依次为0.4％。
实施例七
本实施例与实施例五相比，区别在于：本实施例中的的聚乙烯醇-聚肽-聚乙二醇材料的体积率依次为0.7％。
实施例八
本实施例与实施例五相比，区别在于：本实施例中的的聚乙烯醇-聚肽-聚乙二醇材料的体积率依次为1％。
实施例九
本实施例与实施例一相比，区别在于：本实施例中的纳米炭黑的体积占比为3％。
实施例十
本实施例与实施例九相比，区别在于：本实施例中的的聚乙烯醇-聚肽-聚乙二醇材料的体积率依次为0.4％。
实施例十一
本实施例与实施例九相比，区别在于：本实施例中的的聚乙烯醇-聚肽-聚乙二醇材料的体积率依次为0.7％。
实施例十二
本实施例与实施例九相比，区别在于：本实施例中的的聚乙烯醇-聚肽-聚乙二醇材料的体积率依次为1％。
实施例十三
本实施例与实施例一相比，区别在于：本实施例中的纳米炭黑的体积占比为4％。
实施例十四
本实施例与实施例十三相比，区别在于：本实施例中的的聚乙烯醇-聚肽-聚乙二醇材料的体积率依次为0.4％。
实施例十五
本实施例与实施例十三相比，区别在于：本实施例中的的聚乙烯醇-聚肽-聚乙二醇材料的体积率依次为0.7％。
实施例十六
本实施例与实施例十三相比，区别在于：本实施例中的的聚乙烯醇-聚肽-聚乙二醇材料的体积率依次为1％。
对比例
与实施例一相比，对比例仅包括基料和矿物掺料，不添加纳米炭黑和聚乙烯醇-聚肽-聚乙二醇材料。
基料由如下成分构成：水泥314质量份，细骨料767质量份，粗骨料1059质量份，水155质量份，减水剂4.19质量份，引气剂4.19质量份；矿物掺合料的粉煤灰为65质量份，矿粉为40质量份。搅拌施工方法同其他实施例一样，需要留下试验样品。
实施例一至实施例十六、对比例的混凝土试验样品的配合比，见表1。
表1、混凝土试验样品的配合比
续表1、混凝土试验样品的配合比
收集好实施例一至实施例十六、对比例的混凝土试验样品后，加压的抗渗试验设计等级为P6。混凝土试验样品通电5V电压，混凝土试验样品起始温度测量为10℃，随后通电1小时，测量一小时后混凝土试验样品温度。测量不同实施例的试验结果如下表2：
表2、混凝土试验样品性能测试结果
续表2、混凝土试验样品性能测试结果
结合表1和表2可以看出，掺加聚乙烯醇-聚肽-聚乙二醇材料会使混凝土抗冻性增强，纳米炭黑材料会使混凝土具有良好的通电导热性，实施例和对比例对比来看，混凝土的抗冻性、耐久性都有了大幅的提升。
本发明的耐冻高原混凝土，通过添加能经受混凝土化学作用的聚乙烯醇-聚肽-聚乙二醇材料，利用聚乙烯醇-聚肽-聚乙二醇材料的高疏水性和大力度阻止冰晶的成长，减小混凝土孔隙结构中的水成份结冰与解冰的变化带来的混凝土结构内部的破坏力。
本发明的耐冻高原混凝土，能更加环保去除混凝土表面冰层。本发明的耐冻高原混凝土的纳米炭黑材料不仅具有疏水性，还具有导电性，纳米炭黑的体积率为4％时，混凝土以5V电压通电能产生41摄氏度的温度，能在酷寒条件下将冰层解融，使之不能形成冰层，且没有其他方法的人力物力浪费以及对混凝土的伤害。
本发明的耐冻高原混凝土，通过纳米炭黑材料和高效减水剂的加入，使得混凝土的孔隙率降低，尤其是毛细孔隙率大大降低；同时矿物掺合料中活性矿物质，改善了混凝土中水泥石的胶凝物质，使得混凝土结构性增强，这些都提升了混凝土的耐久性。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (6)
1.一种耐冻高原混凝土，其特征在于，由基料、矿物掺合料、聚乙烯醇-聚肽-聚乙二醇和纳米炭黑组成，所述聚乙烯醇-聚肽-聚乙二醇的体积率为0.1％～1％，所述纳米炭黑的添加量为所述基料体积的1％～4％，所述基料由314质量份的水泥，767质量份的细骨料，1059质量份的粗骨料，155质量份的水，4.19质量份的减水剂，4.19质量份的引气剂组成，所述矿物掺合料由40质量份的矿粉和65质量份的粉煤灰组成。
2.根据权利要求1所述的耐冻高原混凝土，其特征在于，所述细骨料为机制砂。
3.根据权利要求2所述的耐冻高原混凝土，其特征在于，所述机制砂的粒径范围5mm～31.5mm。
4.根据权利要求1所述的耐冻高原混凝土，其特征在于，所述减水剂为高性能聚羧酸减水剂。
5.根据权利要求1所述的耐冻高原混凝土，其特征在于，所述矿粉的比表面积为430m2/kg～520m2/kg。
6.一种如权利要求1～5中任意一项所述的耐冻高原混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤将基料和矿物掺合料混合搅拌均匀，在搅拌过程中，依次分散加入纳米炭黑和聚乙烯醇-聚肽-聚乙二醇以获得耐冻高原混凝土。
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Legal Events
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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 | ||
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Application publication date: 20220830 |