[发明专利]一种超抗冻性水泥型材及其制备方法

说明书

本发明涉及超抗冻性水泥型材及其制备方法，超抗冻性水泥型材包括按质量百分数计的以下组分：C₃S₂水泥50～100%、钢渣0～40%、矿渣0～25%。制备方法是：（1）、将C₃S₂水泥或者C₃S₂水泥与钢渣及矿渣的混合物，研磨过筛，控制水灰比0.19～0.35，振动成型得到坯体；（2）、将该坯体置于通有CO₂气体的反应釜中，加热反应，得到超抗冻性水泥型材，该超抗冻性水泥型材的坯体孔隙中存在CO₂与含钙矿物生成的碳酸钙晶体，该晶体随反应时间的增长填满孔隙，降低孔隙率，增加无害孔的数量，改善了水泥的抗冻性。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体是一种超抗冻性水泥型材及其制备方法。

背景技术

冻融破坏是混凝土受到破坏的主要原因之一，尤其在低温寒冷地区，由于孔隙中的溶液结冰膨胀,，使混凝土内部产生微裂纹损伤，这样的损伤在多次冻融循环作用下，逐步累积扩展，最终导致混凝土内部疏松开裂。冻融破坏的本质因素是混凝土中含有孔和水溶液。我国著名的科学家吴中伟根据不同孔径对混凝土性能的影响，把混凝土中的孔分为无害孔级少害孔级有害孔级和多害孔级并提出增加以下的孔，减少以上的孔，可显著提高混凝土的抗冻性等性能[吴中伟.混凝土科学技术近期发展方向的探讨.硅酸盐学报.1979,(3):262-270]。因此，减少有害孔的数量是提高混凝土的抗冻性的主要途径之一，但由于无害孔孔径小，难以通过加入小粒径填料等方法来实现混凝土中孔径的减小，因此未见该方面的研究报道。通过加入引气剂是常见提高混凝土的抗冻性的方法，因原理是它在混凝土形成一定量不连通的气泡，可缓解结冰时膨胀应力，这方面的研究有较多的文献与专利报道[CN103482932A]，通过加入一定量的可溶盐，利用盐溶液具有较低的冰点，亦可在一定程度上提高抗冻性[CN104529269A]。其外，加在混凝土中加入一定量的有机聚合物微球，亦可提高抗冻性，在该方面有大量的文献与专利报道，如US 7,288,147 B2。

但是，已有的报道均未能显著的增加无害孔的数量和减少混凝土的含水量，因此，未能从根本上寻找到提高混凝土抗冻性的方法。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种超抗冻性水泥型材及其制备方法。

为实现上述发明目的，本发明采用了以下的技术方案：

超抗冻性水泥型材，包括按质量百分数计的以下组分：

C₃S₂水泥 50～100％

钢渣 0～40％

矿渣 0～25％，三者质量总量为100％。

较佳地，C₃S₂水泥70％、钢渣15％、矿渣15％，因为在该用量比例，所得超抗冻性水泥型材的抗冻效果更佳，具有最低的质量损失和抗压强度损失。

超抗冻性水泥型材的制备方法，步骤如下:

(1)将C₃S₂水泥或者C₃S₂水泥与钢渣及矿渣的混合物，经研磨至通过80μm方孔筛，水灰比控制在0.19～0.35，振动成型得到坯体；

(2)将该坯体置于通有CO₂气体的反应釜中，釜中CO₂分压为0.1MPa～1MPa，相对湿度为40％～90％，温度为130℃～90℃，反应1天至7天，得到超抗冻性水泥型材。