[发明专利]超低温防冻混凝土及其制备方法

权利要求书

1.超低温防冻混凝土，其特征在于，由以下重量份原料混合加工而成：

水泥20-25重量份、改性粉煤灰20-45重量份、防冻剂1-1.25重量份、骨料15-25重量份、水15-20重量份、减水剂0.8-1.5重量份、微硅粉2-5重量份以及耐碱玻璃纤维3-5重量份；

所述减水剂为木质素磺酸钙、聚羧酸减水剂与水混合制备而成；

所述骨料为粗骨料与细骨料混合搅拌均匀形成，其中粗骨料为粒径为15-20mm的砂石，细骨料为粒径为2-5mm的黄沙。

2.根据权利要求1所述的超低温防冻混凝土，其特征在于，所述减水剂的制备方法为：将聚羧酸减水剂加入水中，以3600-4800r/min的转速高速搅拌5-8min进行初步乳化得到乳化液；再将木质素磺酸钙加入乳化液中，在木质素磺酸钙完全浸入乳化液中后，再次以3600-4800r/min的转速高速搅拌5-10min，形成木质素磺酸钠分散均匀的减水剂，其中木质素磺酸钠、聚羧酸减水剂以及水的质量比为2:1-1.5:10-15。

3.根据权利要求1所述的超低温防冻混凝土，其特征在于，所述防冻剂由以下重量份的原料制备而成：

尿素3-4重量份、醋酸钠5-7重量份、无水乙醇40-50重量份、二氯甲烷10-15重量份、聚丙烯酰胺1-1.5重量份、去离子水5-15重量份、碳酸钠1-1.5重量份、三乙醇胺2-3重量份、甲酸钙0.5-1重量份以及葡萄糖酸钠2-3重量份。

4.根据权利要求1所述的超低温防冻混凝土，其特征在于，所述防冻剂的制备方法为：

SS1、按照重量份称取二氯甲烷、无水乙醇、尿素、醋酸钠、聚丙烯酰胺与葡萄糖酸钠，将无水乙醇与二氯甲烷混合搅拌均匀后，向其中加入尿素、醋酸钠、聚丙烯酰胺与葡萄糖酸钠，在0-30℃的环境下搅拌5-30min，形成各物质的饱和溶液；

SS2、向上一步骤中得到的混合溶液中缓慢加入去离子水，同时混合搅拌至使上一步骤中未溶解的各物质完全溶解，停止继续加入去离子水，再向其中加入碳酸钠、三乙醇胺与甲酸钙，混合搅拌均匀后得到防冻剂。

5.超低温防冻混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：改性粉煤灰的制备

S1、向水中加入乳化剂溶解后，加热至55-65℃，再向水中加入丙烯酸酯单体，其中丙烯酸酯单体与水的体积比为2:3，以3600-4800r/min的转速高速搅拌20-25min后得到混合乳液，向混合乳液中加入水，所加入的水与混合乳液的体积比为8-10:1，再以3600-4800r/min的转速高速搅拌10-15min后得到预乳化液，其中所述乳化剂为十二烷基硫酸钠；

S2、配置过硫酸铵与亚硫酸氢钠的混合水溶液，其中过硫酸铵与亚硫酸氢钠的质量比为1：1.2-1.5，过硫酸钠的浓度为2-2.5mol/L；

S3、将粉煤灰加入步骤S1中所得的预乳化液中，搅拌5-10min，并加热预乳化液温度至60-65℃，调节搅拌转速至120-180r/min，向反应容器中加入步骤S2中的硫酸铵与亚硫酸氢钠的混合水溶液，在氮气或惰性气体气氛下反应4-6h，其中硫酸铵与亚硫酸氢钠的混合水溶液加入速度为每小时加入预乳化液体积10％-12％的量；

S4、固液分离得到粉煤灰后烘干得到改性粉煤灰；

步骤二：按照重量份称取上一步骤制备得到的改性粉煤灰与微硅粉，搅拌混合均匀得到预制填料，再将减水剂与防冻剂加入水中混合搅拌均匀得到混合液，向混合液中加入1/2的预制填料，以60-120r/min的转速搅拌5-10min后向其中加入按照重量份称取的耐碱玻璃纤维后继续搅拌10-15min得到混凝土中间体备用；

步骤三:向上一步骤中得到的混凝土中间体中加入按照重量份称取的水泥与骨料，以60-120r/min的转速搅拌10-20min后再向其中加入剩余的预制填料，继续以60-120r/min的转速搅拌10-15min得到成品超低温防冻混凝土。