[发明专利]严寒地区铁路施工用超低温高性能混凝土及其制备工艺

权利要求书

1.一种严寒地区铁路施工用超低温高性能混凝土，其特征在于：由胶凝材料、砂、碎石、高效减水剂、复合防冻剂和水进行均匀拌合而成，该超低温高性能混凝土的容重为2350kg/m³～2450kg/m³，且所述超低温高性能混凝土的最大水胶比和砂率，均依据需施工混凝土结构的设计图纸要求，且按照铁路施工用混凝土的配合比设计方法进行设计；所述超低温高性能混凝土是指适用于环境温度为0℃～-40℃条件下进行施工的高性能混凝土；

所述胶凝材料由水泥和矿物掺合料按照重量比为15～20︰85～80的比例均匀混合而成；

所述高效减水剂的减水率不小于25%，且所述高效减水剂与所述胶凝材料的重量比为0.5︰100～1︰100；

所述复合防冻剂与所述胶凝材料的重量比为3︰100～6︰100；所述复合防冻剂的组成按重量计为：硝酸盐30%～35%，有机化合物30%～33%，甲酸钙0.5%～1%，余量为水；所述硝酸盐为硝酸钙或亚硝酸钙，所述有机化合物为甲醇或乙醇。

2.按照权利要求1所述的严寒地区铁路施工用超低温高性能混凝土，其特征在于：所述超低温高性能混凝土的最小胶凝材料用量和最大单位用水量，均依据需施工混凝土结构的设计图纸要求，且按照铁路施工用混凝土的配合比设计方法进行设计。

3.按照权利要求1或2所述的严寒地区铁路施工用超低温高性能混凝土，其特征在于：所述超低温高性能混凝土的最大水胶比为0.4且其砂率为32%～44%。

4.按照权利要求2所述的严寒地区铁路施工用超低温高性能混凝土，其特征在于：所述超低温高性能混凝土的最小胶凝材料用量为360kg/m³，最大单位用水量为165kg/m³。

5.按照权利要求3所述的严寒地区铁路施工用超低温高性能混凝土，其特征在于：所述超低温高性能混凝土的水胶比为0.26～0.4；所述超低温高性能混凝土中，砂与胶凝材料的重量比为1.40～1.80。

6.一种制备如权利要求1所述超低温高性能混凝土的工艺，其特征在于该工艺包括以下步骤：

步骤一、复合防冻剂制备，其制备过程如下：

步骤101、硝酸盐与甲酸钙预热：将所述硝酸盐和甲酸钙，分别加热至40℃～70℃；

步骤102、均匀混配：将水与步骤101中预热后的所述硝酸盐和甲酸钙，按照设计配比混合均匀后，制得所述复合防冻剂；

步骤二、均匀拌合：对胶凝材料、砂、碎石、高效减水剂、复合防冻剂和水按照设计配比进行均匀拌合后，获得容重为2350kg/m³～2450kg/m³的超低温高性能混凝土。

7.按照权利要求6所述的工艺，其特征在于：步骤102中对水与步骤101中预热后的所述硝酸盐和甲酸钙进行混合时，采用循环复合反应器进行混合；所述循环复合反应器包括常压反应釜和安装在所述常压反应釜上的液体循环管路，所述液体循环管路上装有循环泵，且所述循环复合反应器以所述循环泵向所述常压反应釜内泵入循环液体的方式进行均匀混合。

8.按照权利要求6或7所述的工艺，其特征在于：步骤二中对胶凝材料、砂、碎石、高效减水剂、复合防冻剂和水进行均匀拌合之前，先采用加热设备将拌合所述超低温高性能混凝土用的水加热至50℃～70℃；之后，再将砂、碎石、水、矿物掺合料、水泥和混凝土外加剂，按照设计配比由先至后分别投放入搅拌设备内均匀拌合，便获得拌合而成的所述超低温高性能混凝土；

其中所述混凝土外加剂包括高效减水剂和复合防冻剂。

9.按照权利要求6或7所述的工艺，其特征在于：步骤二中对胶凝材料、砂、碎石、高效减水剂、复合防冻剂和水进行均匀拌合时，所述搅拌设备的转速为23.5r/min±3r/min，且拌合时间不少于120s。

10.按照权利要求8所述的工艺，其特征在于：步骤二中对砂、碎石、水、矿物掺合料、水泥和混凝土外加剂进行投放时，所述砂、碎石、矿物掺合料和水泥的温度均不低于0℃，所述混凝土外加剂中的所述高效减水剂和复合防冻剂均为液态。