[发明专利]混凝土施工用复合防冻剂

说明书

本发明涉及一种混凝土冬季施工用复合防冻剂及其系列，属建筑材料领域。

通常为防止发生混凝土混合物在摄氏负温下遭受冻害，人们采用加入防冻剂或蒸气养护、保温等方法，但后者因施工复杂，效率低，不适于大面积采用而常被前者取代。经分析研究，各国学者普遍认为，导致在负温下新浇注的混凝土结构被破坏的原因主要是：因水泥石内部毛细孔内水结冰、体积膨胀所造成的，故传统的防冻观点是将水的冰点降低，使浇注好的混凝土在零下环境继续水化、硬化。因此传统的防冻剂中多以亚硝酸钠为防冻成分，以硫酸钠为早强成分，且钠盐成分所占的比例很高。如苏联《低温建筑技术》1987年2期（开始连载五期）中刊登的“混凝土防冻外加剂”（译名）作者V.B.Ratinov和T.I.Rozebeng中介绍的防冻剂，以及我国黑龙江低温建筑科学研究所生产的复合防冻剂成分为：高效减水剂占0.06份，普通减水剂占0.03份，亚硝酸钠为0.30份，硫酸钠为0.20份，载体为0.41份，这样导致以下问题的出现：（1）因钠盐在防冻剂中所占比例很高，通常为50%以上，而亚硝酸钠的价钱很贵，势必造成防冻剂整个成本的提高;（2）若将亚硝酸钠含量降至为水泥重量的2%、硫酸钠降至1.5%防冻效果就不明显了;（3）在可能发生碱-集料反应的情况下，这种防冻剂就不能使用。故针对上述问题我们提出一种新型的防冻观点和防冻复合剂。

本发明的目的就是要提出一种新型的复合防冻剂及其系列，它可以根据不同的使用要求，按不同比例配制成由高效减水剂、普通减水剂、高活性组分、载体以及钠盐组成的复合防冻剂，并以硅化物为主要成分的高活性组分和载体为防冻剂的充分和必要成分，加入或不加入钠盐成分，使得水泥石孔结构改变，从而降低毛细孔内液相冰点，提高孔及其整体的结构强度，同时降低成本，适用范围宽，且更适用于有减-集料反应发生可能的场所。

本发明的目的是这样实现的：因这种复合防冻剂中，采用以硅化物为主要成分的高活性组分材料，其颗粒细小，粒径为0.1um～1um、比表面积大（而普通水泥粉粒径为1um～40um），因而在混合搅拌后，其颗粒填充并改善了胶体结构，使孔径变小，颗粒间接触面积增大，亲和力增强，且孔分布均匀，使水泥（混凝土）的早期强度和后期强度都得到提高;同时因减小了孔径使水泥中毛细孔的液相冰点大幅度下降，从而达到防冻的目的;再因配方中没有或很少含有钠盐成分，而高活性组分成本较低，故防冻剂成本自然降低，且适用于易发生碱-集料反应的地方。

本发明因采用高活性组分材料，使混凝土内部结构得以改变，而实现防冻，增加强度的目的，故设计思路新颖、可靠;即使在环境温度很低的情况下产生冰晶，也因其粒度很小，且分散而对混凝土的破坏力很小，所以适用环境范围宽;又因本复合剂减少或根本不使用钠盐成分，而使用低成本的高活性组分，使得整个防冻剂的成本降低，且更适用于易发生碱-集料反应的场所;还因使用本复合防冻剂在混凝土内的加入量只占水泥重的4～7%，甚至还可以低至3%，其中亚硝酸钠的含量只占水泥重的0～1.5%，故产品性能优良、使用效率高，有很好的普及意义。

下面结合实施例来具体介绍本复合防冻剂及其系列的性能。

实施例1：复合防冻剂组分为：高效减水剂0.06份，普通减水剂0.03份，高活性组分0.50份，载体0.41份。

其中：基准混凝土配合比：

水泥∶水∶砂∶石子＝C∶W∶S∶G＝1∶0.58∶2.17∶3.54

受检混凝土及受检负温混凝土的配合比为：

水泥∶水∶砂∶石子＝C∶W∶S∶G＝1∶0.49∶2.25∶3.67

砂率＝38%，减水率14%，复合防冻剂的加入量占水泥重的6%。

试件尺寸：10×10×10cm  每组三块

基准混凝土不加任何外加剂，进行标养28天后的平均抗压强度用R_C表示;

受检混凝土加6%的复合防冻剂经28天标养的平均抗压强度用R_CA表示;

受检混凝土加6%的复合防冻剂经-10℃下养护7天，再标养28天和56天的平均抗压强度用R_AT表示;

根据R_C、R_CA、R_{AT（-7+56）}计算其抗压强度比为：

R₂₈＝R_CA/R_C＝118.5%

R_-7+28＝RAT/Rc＝118.8%