專利名稱：一種用于混凝土的高效液體防凍劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于混凝土的高效液體防凍劑及其制備方法，屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國的很多地區(qū)冬季施工的混凝土溫度大都在0°C以下，在北方的有些地區(qū)冬季最低氣溫有時(shí)達(dá)到零下20-30°C，在中部地區(qū)冬季溫度有時(shí)也能達(dá)到-10°C左右。如果溫度降至混凝土水化水冰點(diǎn)溫度以下，水化水將會(huì)結(jié)冰進(jìn)而影響混凝土水化進(jìn)程，強(qiáng)度發(fā)展緩慢而達(dá)不到齡期要求，并且結(jié)冰產(chǎn)生冰脹應(yīng)力使得混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞，給混凝土的強(qiáng)度、 耐久性帶來不利影響。為了防止在負(fù)溫下施工的混凝土遭受凍害，在混凝土拌合物中加入防凍劑是目前普遍使用的一種方法，也是十分有效的一種技術(shù)手段。目前防凍劑大體有三類第一類是氯鹽防凍劑，這類防凍劑雖然具有較好的防凍效果，但由于它對(duì)鋼筋有強(qiáng)烈腐蝕作用，只能用于無筋混凝土中，所以在施工中已很少應(yīng)用；第二類是氯鹽阻繡防凍劑，雖然這類防凍劑具有抗凍性能好的特點(diǎn)，但由于在使用時(shí)必須嚴(yán)格控制氯鹽摻量及阻繡成分的比例，以及他不能用在處于潮濕環(huán)境中使用的混凝土結(jié)構(gòu)、露天結(jié)構(gòu)、混凝土預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)等等，因此其應(yīng)用也受到一定限制；第三類是非氯鹽型防凍劑，目前應(yīng)用比較廣泛。CN1084147請求保護(hù)一種混凝土防凍劑，它有硫酸鈉，氯化鈉，亞硝酸鈉，木質(zhì)磺酸鈣和奈系高效減水劑組成，其特征在于，所述的防凍劑成分配比按重量計(jì)為硫酸鈉 1. 2-1. 5%，氯化鈉0. 6-1. 3%，亞硝酸鈉0. 9-1. 5%，木質(zhì)磺酸鈣0. 15-0. 21%，奈系高效減水劑0. 3-0. 7%。該申請的特點(diǎn)是含有較多的氯離子。CN1153753請求保護(hù)高效液體混凝土防凍劑，它有乙二醇、尿素、三乙醇胺、十二烷基磺酸鈉、高效減水劑及水六種成分混合而成，各組分的重量構(gòu)成比為乙二醇尿素 三乙醇胺十二烷基磺酸鈉高效減水劑水=(65 80) (16. 5 30) (2. 2 3.0) (50 120) (50 370)。他不僅具有抗凍性能好、低堿、無氯的特性，而且具有保塑性能良好，生產(chǎn)工藝簡單以及便于自動(dòng)計(jì)量等優(yōu)點(diǎn)。該防凍劑可與多種外加劑、水泥及摻合料相匹配，適應(yīng)于溫度不低于-15°C的各種混凝土的配制，但該防凍劑的配比較復(fù)雜。CN92102097. 5請求保護(hù)復(fù)合防凍劑由高效減水劑、普通減水劑、高活性組分、載體以及鈉鹽組成，在混凝土中的摻量為4. 0% 7. 0%，鈉鹽含量3. 5% ；該專利中還提到了黑龍江低溫建筑科研所所生產(chǎn)的防凍劑在混凝土中的摻量最高達(dá)10%，鈉鹽高達(dá)5%。CN96109810. 4介紹的是一種混凝土防凍劑具體配制方法及步驟為在室溫常壓下，先將水加入待定的容器中，先后加入固體成分尿素、十二烷基磺酸鈉和固體高效減水劑，加熱至60°C 79°C。攪拌約10 20分鐘，待固體成分全部溶解后再依次加入液體組分乙二醇、三乙醇胺、乳化液和高效減水劑，并充分?jǐn)嚢?，均勻即得產(chǎn)品。CN200310107019. 8請求保護(hù)的防凍劑工藝流程取丙酸與氫氧化鈉及氧化鈉進(jìn)行中合反應(yīng)，得到丙酸鈉與原明粉。粉煤灰、木鈣、ABS、阻繡添加劑、三乙醇胺按比例混合，經(jīng)攪拌、干燥，最后制成防凍劑。配方比例(質(zhì)量百分比)丙酸鈉原明粉粉煤灰木鈣ABS 防銹添加劑三乙醇胺=35 25 25 3 1 6.CN1034746請求保護(hù)防凍劑的生產(chǎn)方法，它由有機(jī)低碳酸與金屬氧化物或氫氧化物或碳酸鹽反應(yīng)，反應(yīng)溫度50 80°C，生成了有機(jī)低碳酸鹽，以有機(jī)低碳酸鹽為防凍組分，再加入早強(qiáng)劑、早強(qiáng)催化劑、添加劑填料、減水劑、引氣劑、阻繡劑等成分，經(jīng)混合、干燥后形成了防凍劑，重量百分配比為有機(jī)低碳酸鹽25 45%早強(qiáng)劑4 12%早強(qiáng)催化劑25 35%添加劑填料15 25%減水劑2. 5 5%引氣劑0. 5 1. 0%阻銹劑4 12% .在冬季_20°C時(shí)仍可使用。上述防凍劑均能降低水的冰點(diǎn)，并能使混凝土負(fù)溫下發(fā)展強(qiáng)度，但是摻量都較高， 對(duì)混凝土的耐久性會(huì)產(chǎn)生不同程度的不利影響，如氯離子導(dǎo)致鋼筋銹蝕，堿含量過高容易發(fā)生堿骨料反應(yīng)等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于混凝土的液體防凍劑及其制備方法，該防凍劑可以在-18°c以上的負(fù)溫環(huán)境下使用。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種用于混凝土的液體防凍劑， 其特征在于它由高效減水劑、甲酸鹽、有機(jī)醇胺、碳酸鹽、乙二醇、引氣劑和水制備而成，其中，高效減水劑甲酸鹽有機(jī)醇胺碳酸鹽乙二醇引氣劑水的質(zhì)量比=(48 75) (2. 0 7. 6) (1. 2 3. 0) (30 57) (65 92) (0. 8 1. 6) (60 275)。所述的高效減水劑為奈系高效減水劑、聚羧酸減水劑的一種或兩種的混合物(按任意配比的混合)。所述的甲酸鹽為甲酸鈣。所述的有機(jī)醇胺為三乙醇胺。甲酸鹽和有機(jī)醇胺構(gòu)成防凍劑的早強(qiáng)組分，其中三乙醇胺根據(jù)實(shí)際情況少加，甚至必要時(shí)三乙醇胺可用三異丙醇胺來代替。所述的碳酸鹽為碳酸鈉。碳酸鹽與乙二醇構(gòu)成防凍劑的防凍組分，碳酸鈉，其根據(jù)實(shí)際情況可以少加。所述的引氣劑為十二烷基苯磺酸鈉。上述一種用于混凝土的液體防凍劑的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1)按高效減水劑甲酸鹽有機(jī)醇胺碳酸鹽乙二醇引氣劑水的質(zhì)量比=(48 75) (2. 0 7. 6) (1. 2 3. 0) (30 57) (65 92) (0. 8 1.6) (60 275)，選取高效減水劑、甲酸鹽、有機(jī)醇胺、碳酸鹽、乙二醇、引氣劑和水，備用；2)將高效減水劑放入容器中，加入水總量20 35% (質(zhì)量)的水，加熱至25°C 40°C攪拌至高效減水劑溶解，得到溶液；然后，把碳酸鹽、甲酸鹽加入配制的溶液內(nèi)攪拌 10 20分鐘(使其充分溶解均勻)；最后，把溫度調(diào)至室溫，將剩余的水與有機(jī)醇胺、乙二醇和引氣劑加入，攪拌至均勻，靜置至澄清，得到用于混凝土的液體防凍劑。液體防凍劑應(yīng)用于混凝土，液體防凍劑的加入量為混凝土中膠凝材料用量的 2%-4. 8% (摻量較小)。該防凍劑可以在_18°C以上的負(fù)溫環(huán)境下使用。
本防凍劑主要從以下幾個(gè)方面對(duì)混凝土產(chǎn)生影響(1)減少用水量使混凝土內(nèi)部游離水的數(shù)量減少，降低混凝土內(nèi)部受凍結(jié)冰產(chǎn)生的應(yīng)力，減少混凝土的破壞；(2)降低混凝土內(nèi)部水的冰點(diǎn)，使其內(nèi)部不結(jié)冰或少結(jié)冰，減少混凝土內(nèi)部水結(jié)冰造成的破壞；(3)改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)，使混凝土受凍后不能產(chǎn)生負(fù)壓水的流動(dòng)；(4)提高其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，使其在受凍時(shí)有一定的強(qiáng)度能抵抗外來的破壞應(yīng)力，保護(hù)混凝土的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的優(yōu)勢在于能顯著降低混凝土的水灰比、改善混凝土內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)、降低混凝土內(nèi)部液相水的冰點(diǎn)，從而使混凝土在負(fù)溫下能夠繼續(xù)水化，提高混凝土的抗凍性。該防凍劑采用的高效減水劑能顯著降低水灰比，有效保證了混凝土的強(qiáng)度，且制備簡單，是目前冬季混凝土工程施工必須的一種高效液態(tài)防凍劑。本發(fā)明的有益效果是該防凍劑具有抗凍性好、早期強(qiáng)度高、無氯的特性，具有較高的減水率及工作性能。更重要的是該防凍劑在水泥混凝土中的摻量較小，能促進(jìn)水泥的早期水化速率在提高水泥的早期強(qiáng)度的同時(shí)保證了具有較高的后期強(qiáng)度，提高了混凝土的力學(xué)性能與耐久性。該防凍劑可以在_18°C以上的負(fù)溫環(huán)境下使用。
具體實(shí)施例方式為了更好的解釋本發(fā)明，以下結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明的主要內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于以下實(shí)施例。實(shí)施例1 —種用于混凝土的液體防凍劑的制備方法，它包括如下步驟，1)參照下列質(zhì)量比例配料
權(quán)利要求
1.一種用于混凝土的高效液體防凍劑，其特征在于它由高效減水劑、甲酸鹽、有機(jī)醇胺、碳酸鹽、乙二醇、引氣劑和水制備而成，其中，高效減水劑甲酸鹽有機(jī)醇胺碳酸鹽乙二醇引氣劑水的質(zhì)量比=(48 75) (2.0 7. 6) (1. 2 3. 0) (30 57) (65 92) (0. 8 1. 6) (60 275)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于混凝土的高效液體防凍劑，其特征在于所述的高效減水劑為奈系高效減水劑、聚羧酸減水劑的一種或兩種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于混凝土的液體防凍劑，其特征在于所述的甲酸鹽為甲酸鈣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于混凝土的液體防凍劑，其特征在于所述的有機(jī)醇胺為三乙醇胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于混凝土的液體防凍劑，其特征在于所述的碳酸鹽為碳酸鈉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于混凝土的液體防凍劑，其特征在于所述的引氣劑為十二烷基苯磺酸鈉。
7.如權(quán)利要求1所述的一種用于混凝土的液體防凍劑的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1)按高效減水劑甲酸鹽有機(jī)醇胺碳酸鹽乙二醇引氣劑水的質(zhì)量比= 08 75) (2.0 7. 6) (1.2 3.0) (30 57) (65 92) (0.8 1.6) (60 275)，選取高效減水劑、甲酸鹽、有機(jī)醇胺、碳酸鹽、乙二醇、引氣劑和水，備用；2)將高效減水劑放入容器中，加入水總量20 35%的水，加熱至25°C 40°C攪拌至高效減水劑溶解，得到溶液；然后，把碳酸鹽、甲酸鹽加入配制的溶液內(nèi)攪拌10 20分鐘； 最后，把溫度調(diào)至室溫，將剩余的水與有機(jī)醇胺、乙二醇和引氣劑加入，攪拌至均勻，靜置至澄清，得到用于混凝土的液體防凍劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于混凝土的高效液體防凍劑及其制備方法，屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域。一種用于混凝土的高效液體防凍劑，其特征在于它由高效減水劑、甲酸鹽、有機(jī)醇胺、碳酸鹽、乙二醇、引氣劑和水制備而成，其中，高效減水劑∶甲酸鹽∶有機(jī)醇胺∶碳酸鹽∶乙二醇∶引氣劑∶水的質(zhì)量比＝(48～75)∶(2.0～7.6)∶(1.2～3.0)∶(30～57)∶(65～92)∶(0.8～1.6)∶(60～275)。該防凍劑具有抗凍性好、早期強(qiáng)度高、無氯的特性，具有較高的減水率及工作性能。更重要的是該防凍劑在水泥混凝土中的摻量較小，能促進(jìn)水泥的早期水化速率在提高水泥的早期強(qiáng)度的同時(shí)保證了具有較高的后期強(qiáng)度，提高了混凝土的力學(xué)性能與耐久性。該防凍劑可以在-18℃以上的負(fù)溫環(huán)境下使用。
文檔編號(hào)C04B24/24GK102320770SQ20111026962
公開日2012年1月18日 申請日期2011年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月13日
發(fā)明者歐陽康, 趙磊, 陳友治, 陳奇, 韓汪洋 申請人:武漢理工大學(xué)