[发明专利]水泥混凝土防冻剂

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体地说涉及一种水泥混凝土防冻剂。

背景技术

在我国北方冬季施工，为了保证工程的质量防止混凝土发生冻害，主要采取两种防护措施，一是采用覆盖或者围护升温方法防止混凝土温度降至0℃以下，此方法成本高、操作过程复杂；二是在混凝土中掺加防冻剂，该方法施工简单，效果也较好，因此在我国得到了广泛应用。

到目前为止，国内外建筑工程中使用的泵送防冻剂都是以减水组合，再复合早强组分、防冻组分和引气组分配制而成。其中减水组分包括萘磺酸盐甲醛缩合物（萘系高效减水剂）、磺化三聚氰胺甲醛缩合物、木质素磺酸盐；早期组分包括硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐等，其中多数为钠盐；防冻组分中有亚硝酸盐、硝酸盐、氯盐、尿素和氨水等。氯盐会对钢筋锈蚀，影响建筑使用寿命；尿素、氨水等释放刺激性气味，影响生活质量，亚硝酸盐有致癌作用，并易导致混凝土碱骨料反应，返碱等不良现象，影响建筑使用及外观质量。

申请号为200810114946.5的中国专利，公开了一种用于水泥混凝土的聚羧酸系防冻剂及其制备方法，其采用质量比为3.0~8.0：0.5~2.0：0.0~2.0：10.0~20.0：0.0~6.0：69.0~78.0的聚羧酸高效减水剂、有机醇胺、低碳醇、硫氰酸盐、甲酸钙和水。使用上述防冻剂，掺量小，水溶性好、无氯、碱含量低，混凝土早期强度和后期强度高，能够在-5℃~-20℃的负温范围内配制应用。但是当气温低于所配制混凝土未来能够承受的预期温度时，由于混凝土中水的结冰导致体积增加10%，会对混凝土结构造成伤害，强度降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种当实际温度低于混凝土的设计承受温度时，能够有效避免混凝土冻害事故发生的混凝土防冻剂。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种水泥混凝土防冻剂，其由下述重量份的组分制成：聚羧酸高性能减水剂15～30份、低分子醇20～30份、三萜皂苷0.1～0.15份、甲酸钙10～30份、有机醇胺2～5份和水50～70份。

所述羧酸高性能减水剂为聚烯丙基醇甲氧基大单体醚-马来酸-丙烯酸高分子接枝聚合物。

所述低分子醇为甲醇、乙二醇、丙三醇或1,2-丙二醇。

所述有机醇胺为三乙醇胺、 二乙醇胺或三异丙醇胺。

上述水泥混凝土防冻剂的制备工艺：按照设计配比将聚羧酸高性能减水剂、低分子醇、三萜皂苷和甲酸钙混匀，搅拌0.3~1h后，加入水，搅拌10~20min即可。

三萜皂苷主要是引气作用，为植物类生产，能形成大量微细气泡，改善混凝土冻胀应力。

采用上述技术方案产生的有益效果在于：当混凝土的使用温度比预定的低，混凝土中的水冻结，因为有三萜皂苷形成的大量微小气泡，水被挤压入气泡中，对混凝土结构的影响大幅降低，对混凝土的后期强度没有影响，不至于出现因现场温度低于预先假定的温度，而导致混凝土中水的结冰，最终导致混凝土受冻害的事故出现。而且本发明能显著降低混凝土拌合物的冰点，可在-20~-30℃下施工，具有无毒、无碱、无氯、无氨释放、减水合适、混凝土坍落度保持好，凝结时间短、与水泥适应性好，显著改善混凝土新拌和硬化后的性能等特点，规定负温养护7天的强度达到28天标准养护的20%以上，负温养护7天后转为标准养护28天的强度达到标准养护的140%以上，混凝土使用寿命更耐久，是一种高性能混凝土防冻剂，可广泛适用于北方冬季施工的钢筋混凝土结构。

具体实施方式

实施例1

首先，制备聚羧酸减水剂：将生产用去离子水、聚烯丙基醇甲氧基大单体醚及马来酸酐（三者的重量比为0.7~0.85：1：0.2~0.4）投入反应釜中，升温至60～70℃，加入质量浓度为35%的双氧水，搅拌，所述双氧水与聚烯丙基醇甲氧基大单体醚的重量比为0.0007~0.001：1；升温至75～85℃，滴加过硫酸钾与引发剂溶液，所述过硫酸钾、引发剂、聚烯丙基醇甲氧基大单体醚重量比为0.001~0.0012:0：003~0.0035：1，所述引发剂为重量比为1:1的巯基乙酸和巯基丙酸，滴加3小时滴完，保温3小时，降温至40～50℃后，加入质量浓度为30%氢氧化钠溶液，至聚烯丙基醇甲氧基大单体醚的重量浓度为35%，制得聚羧酸减水剂。

称取聚羧酸高性能减水剂15重量份、甲醇20重量份、三萜皂苷0.15重量份、甲酸钙20重量份和二乙醇胺2重量份，混合均匀，搅拌0.3h后，加入60重量份的水，搅拌10min即可。

将本实施例的防冻剂进行性能测试，结果见表1。

实施例2