一種高效的複合型混凝土抗凍劑及其製備方法與流程

2023-09-20 12:11:25 4

本發明涉及混凝土抗凍劑
技術領域：
，具體涉及一種高效的複合型混凝土抗凍劑及其製備方法。
背景技術：
：自19世紀20年代波特蘭水泥問世以來，混凝土材料及其應用技術不斷得到發展。混凝土現已成為現代土木工程中用量最大、用途最廣的建築材料。如果能根據使用環境對混凝土正確地設計，同時按要求進行施工和養護，混凝土將是一種很耐久的結構材料，其使用壽命可達百年甚至更久。然而，凍融循環作用是世界寒冷地區，特別是嚴寒地區混凝土破壞的主要原因之一，大多發生在大壩、道路、水池、發電站冷卻塔等與水接觸的建築物。過去由於對混凝土凍融破壞問題重視不夠，國內外都出現了相當多的混凝土結構因受凍融循環作用而過早破壞的實例。隨著混凝土技術的不斷發展，人們通過研究發現，在混凝土中摻入引氣劑可有效改善混凝土的抗凍性。目前，用於提高混凝土抗凍性的引氣劑類型主要有木質樹脂鹽類、松香早和松香熱聚物、皂素類和烷基芳基磺酸鹽類。上述引氣型抗凍劑雖然可有效提高混凝土的抗凍性，但它們引入的微小氣泡在攪拌、運輸和澆築的過程中均不可避免地會出現損失，即通常所說的含氣量損傷問題。含氣量損失問題使得硬化後混凝土的真實含氣量難以設計或控制，混凝土的真實含氣量過高，會降低混凝土的強度；含氣量過低，難以達到預期的抗凍性。技術實現要素：針對現有技術的不足，本發明提供了一種高效的複合型混凝土抗凍劑及其製備方法，將它加入到冬季施工的混凝土中，不僅提高了混凝土早期防凍能力，還促進早期混凝土漿體結構的形成，提高了混凝土後期強度。為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種高效的複合型混凝土抗凍劑，由以下重量份的物質組成：木質磺酸鹽30～40份、硫酸鈉20～30份、矽酸鹽15～25份、三乙醇胺5～10份、氯化銨5～15份、β-萘磺酸鹽甲醛縮合物2～10份、葡萄糖月桂酸酯3～8份、N-月桂醯肌氨酸鈉1～5份、pH調節劑0.1～0.5份、低分子醇15～30份、水50～100份。優選的，所述高效的複合型混凝土抗凍劑，由以下重量份的物質組成：木質磺酸鹽30份、硫酸鈉20份、矽酸鹽20份、三乙醇胺8份、氯化銨8份、β-萘磺酸鹽甲醛縮合物6份、葡萄糖月桂酸酯5份、N-月桂醯肌氨酸鈉3份、pH調節劑0.2份、低分子醇25份、水60份。優選的，所述高效的複合型混凝土抗凍劑，由以下重量份的物質組成：木質磺酸鹽32份、硫酸鈉25份、矽酸鹽18份、三乙醇胺10份、氯化銨6份、β-萘磺酸鹽甲醛縮合物8份、葡萄糖月桂酸酯3份、N-月桂醯肌氨酸鈉3份、pH調節劑0.2份、低分子醇20份、水80份。優選的，所述低分子醇為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、乙二醇、丙三醇的任意組合物。優選的，所述pH調節劑為石灰、碳酸鈉、二氧化硫、苛性鈉的一種或多種。一種高效的複合型混凝土抗凍劑的製備方法，包括以下步驟：(1)將水升溫至60～80℃，攪拌均勻後，加入β-萘磺酸鹽甲醛縮合物、葡萄糖月桂酸酯、N-月桂醯肌氨酸鈉，繼續攪拌15～30min，得到混合體系A；(2)將混合體系A的溫度降至30～50℃，在攪拌的條件下，加入木質磺酸鹽、硫酸鈉、矽酸鹽、氯化銨、三乙醇胺，混合均勻後，放入烘箱中在70～80℃烘30～60min，得到混合體系B；(3)在混合體系B中加入低分子醇，研磨20～30min，然後加入pH調節劑調節pH至12～13。優選的，所述混凝土抗凍劑在混凝土中的添加量為3～8wt％。本發明的有益效果：本發明通過合理調配各組分的含量，使抗凍劑的防凍效果明顯，顯著降低混凝土內部水的冰點，使混凝土在負溫下能夠繼續水化，在-20℃～0℃下不結冰、無沉澱；改善混凝土的孔結構，使混凝土受凍後不能產生負壓水的流動；提高混凝土的結構強度，使其在受凍時有一定的強度能抵抗外來的破壞應力。本發明的抗凍劑具有減水率合適、混凝土經時損失小，凝結時間短，與水泥適應性好，能顯著提高混凝土早期強度，保證混凝土正常、穩定生產，使混凝土具備良好的防凍效果，且抗凍劑的生產工藝簡單，生產成本低廉。具體實施方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。實施例1：一種高效的複合型混凝土抗凍劑的製備方法，包括以下步驟：(1)將60份水升溫至60℃，攪拌均勻後，加入6份β-萘磺酸鹽甲醛縮合物、5份葡萄糖月桂酸酯、3份N-月桂醯肌氨酸鈉，繼續攪拌15～30min，得到混合體系A；(2)將混合體系A的溫度降至40℃，在攪拌的條件下，加入30份木質磺酸鹽、20份硫酸鈉、20份矽酸鹽、8份氯化銨、8份三乙醇胺，混合均勻後，放入烘箱中在80℃烘30min，得到混合體系B；(3)在混合體系B中加入10份丙醇、15份異丙醇，研磨20～30min，然後加入0.1份碳酸鈉、0.1份苛性鈉調節pH至12～13。實施例2：一種高效的複合型混凝土抗凍劑的製備方法，包括以下步驟：(1)將80份水升溫至80℃，攪拌均勻後，加入8份β-萘磺酸鹽甲醛縮合物、3份葡萄糖月桂酸酯、3份N-月桂醯肌氨酸鈉，繼續攪拌15～30min，得到混合體系A；(2)將混合體系A的溫度降至40℃，在攪拌的條件下，加入32份木質磺酸鹽、25份硫酸鈉、18份矽酸鹽、6份氯化銨、10份三乙醇胺，混合均勻後，放入烘箱中在80℃烘35min，得到混合體系B；(3)在混合體系B中加入15份乙二醇、5份乙醇，研磨20～30min，然後加入0.2份石灰、0.1份碳酸鈉調節pH至12～13。實施例3：一種高效的複合型混凝土抗凍劑的製備方法，包括以下步驟：(1)將50份水升溫至60℃，攪拌均勻後，加入10份β-萘磺酸鹽甲醛縮合物、3份葡萄糖月桂酸酯、1份N-月桂醯肌氨酸鈉，繼續攪拌15～30min，得到混合體系A；(2)將混合體系A的溫度降至50℃，在攪拌的條件下，加入40份木質磺酸鹽、30份硫酸鈉、15份矽酸鹽、15份氯化銨、5份三乙醇胺，混合均勻後，放入烘箱中在70℃烘30min，得到混合體系B；(3)在混合體系B中加入10丙三醇、5份甲醇，研磨20～30min，然後加入0.1份苛性鈉調節pH至12～13。實施例4：一種高效的複合型混凝土抗凍劑的製備方法，包括以下步驟：(1)將100份水升溫至80℃，攪拌均勻後，加入2份β-萘磺酸鹽甲醛縮合物、8份葡萄糖月桂酸酯、5份N-月桂醯肌氨酸鈉，繼續攪拌15～30min，得到混合體系A；(2)將混合體系A的溫度降至30℃，在攪拌的條件下，加入35份木質磺酸鹽、25份硫酸鈉、25份矽酸鹽、5份氯化銨、8份三乙醇胺，混合均勻後，放入烘箱中在70℃烘60min，得到混合體系B；(3)在混合體系B中加入30份乙醇，研磨20～30min，然後加入0.1份二氧化硫、0.4份苛性鈉調節pH至12～13。實驗部分：根據相關國家標準進行檢測實施例1～4中抗凍劑混凝土的物理性能，其中抗凍劑在混凝土中的添加量為3～8wt％。表1：本發明中高效的複合型混凝土抗凍劑的性能測試0℃有無結冰-10℃有無結冰-20℃有無結冰減水率％凝結時間h實施例1無無無18.54.9實施例2無無無17.25.5實施例3無無有19.46.2實施例4無無無18.16.0無抗凍劑有有有-7.5表2：添加抗凍劑後混凝土的強度測試-7d(MPa)-7d+28d(MPa)28d(MPa)-7+56d(MPa)實施例17.858.665.564.3實施例28.165.770.272.6實施例36.848.554.956.2實施例47.252.958.360.4無抗凍劑0.67.338.514.6綜上，本發明實施例具有如下有益效果：本發明的抗凍劑具有減水率合適、混凝土經時損失小，凝結時間短，與水泥適應性好，能顯著提高混凝土早期強度，保證混凝土正常、穩定生產，使混凝土具備良好的防凍效果，且抗凍劑的生產工藝簡單，生產成本低廉。需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個……」限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp