專利名稱：一種防凍混凝土的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型土木工程材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種防凍混凝土。
背景技術(shù)：
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》(JGJ55)規(guī)定，配制抗凍混凝土必須在嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量和配合比的基礎(chǔ)上，通過摻入適量的防凍劑和(或)引氣劑，使之達(dá)到與服役環(huán)境相匹配的抗凍等級(jí)。為了預(yù)防混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋遭受腐蝕，含有氯鹽、亞硝酸鹽或碳酸鹽等廉價(jià)高效防凍劑的使用受到嚴(yán)格限制；引氣劑的摻入也可能大幅度降低混凝土的強(qiáng)度并延緩其凝結(jié)時(shí)間；抗凍混凝土現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)質(zhì)量管理要求高；寒冷地區(qū)冬期路面除冰鹽的使用加速了混凝土結(jié)構(gòu)的劣化。傳統(tǒng)抗凍混凝土的這些缺陷嚴(yán)重制約了其工程應(yīng)用，使混凝土結(jié)構(gòu)因凍害造成的經(jīng)濟(jì)損失和維修費(fèi)用逐年攀升。到目前為止，還沒有一種防凍混凝土既能滿足與服役環(huán)境相適應(yīng)的抗凍要求，又不會(huì)影響到混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的耐久性和長期力學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種可提高寒冷地區(qū)混凝土結(jié)構(gòu)的抗凍性和耐久性防凍混凝土。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案:這種防凍混凝土，由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)配比的組分制成:硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥16.5 17.0%、水6 7%、細(xì)骨料26.5 27.5%、粗骨料34.5 37%、相變儲(chǔ)能材料12.5 15.0%、外加劑1.0 2.0%，其中相變儲(chǔ)能材料的相變溫度為4.0 6.(TC、相變焓為240 270J/g。原材料具體的品種、規(guī)格與性質(zhì)要求如末尾的表I所示。包含相變儲(chǔ)能材料的混凝土的拌合、運(yùn)輸、澆筑與養(yǎng)護(hù)等操作方法與普通抗凍混凝土的相應(yīng)方法一致。作為優(yōu)選，所述 外加劑為減水劑、引氣劑或防凍劑。一般摻入適量的減水劑可提高
新拌混凝土的工作性。作為優(yōu)選，所述相變儲(chǔ)能材料為正十四烷、石蠟或聚乙二醇。其中正十四烷的相變溫度為5.5°C、相變焓為226J/g。作為優(yōu)選，可將輕量骨料作為所述相變儲(chǔ)能材料的載體，即預(yù)先使相變儲(chǔ)能材料吸附進(jìn)入輕量骨料的內(nèi)部孔隙中，從而提高相變儲(chǔ)能材料的利用效率，輕量骨料可部分等體積取代普通細(xì)骨料、粗骨料，其取代率為30 50%。發(fā)明有益的效果是:本發(fā)明所提供的一種包含相變儲(chǔ)能材料的防凍混凝土有效利用了相變儲(chǔ)能材料的特殊熱工性能，藉以預(yù)防混凝土發(fā)生凍融循環(huán)或減少所遭受的凍融循環(huán)次數(shù)。從根本上改變傳統(tǒng)抗凍混凝土“抵抗凍害”的做法為這種新型防凍混凝土“預(yù)防凍害”的做法。隨著混凝土所處環(huán)境冬期氣溫的降低，其內(nèi)部溫度也在下降，一旦混凝土的內(nèi)部溫度降至其內(nèi)含相變儲(chǔ)能材料的相變轉(zhuǎn)化溫度時(shí)，相變儲(chǔ)能材料即開始發(fā)生相變，一般逐漸由液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)，同時(shí)釋放出大量的熱量。所釋放的熱量能有效抑制或緩解混凝土內(nèi)部溫度的持續(xù)下降，從而可能維持在混凝土發(fā)生凍結(jié)的冰點(diǎn)以上。因此在氣溫不太低時(shí)，特別是秋末冬初、冬末春初，可有效避免混凝土橋梁和路面因冰凍而影響交通安全；在嚴(yán)寒地區(qū)可緩解混凝土結(jié)構(gòu)因反復(fù)凍融循環(huán)導(dǎo)致?lián)p傷或劣化的程度；對(duì)于冬期施工的混凝土工程而言，可使混凝土在達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度之前免受凍害。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一、一種防凍混凝土，由以下單位用量(kg/m3)的組分制成:普通硅酸鹽水泥400、水182、細(xì)骨料635、粗骨料876、正十四烷312、減水劑1.7。按照常規(guī)抗凍混凝土的施工操作方法對(duì)本發(fā)明中的包含相變儲(chǔ)能材料的防凍混凝土進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工。當(dāng)混凝土養(yǎng)護(hù)至56天齡期時(shí)，采用溫控凍融設(shè)備對(duì)所預(yù)留的同條件養(yǎng)護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)試件按當(dāng)?shù)囟诘湫蜌鉁芈臍v實(shí)施凍融循環(huán)檢測(cè)，并與不包含相變儲(chǔ)能材料的混凝土(除不摻正十四烷外，其他原材料和用量與上述混凝土組分所列相同；其養(yǎng)護(hù)條件也與包含相變儲(chǔ)能材料的防凍混凝土相同)形成比照。該實(shí)施例分別考察了三個(gè)不同冬期氣溫特點(diǎn)的地區(qū)的情況。對(duì)于所考察的三個(gè)地區(qū)而言，不包含相變儲(chǔ)能材料的混凝土整個(gè)試驗(yàn)期遭受的凍融循環(huán)次數(shù)分別為71次、34次、86次；本發(fā)明所提供的包含相變儲(chǔ)能材料的防凍混凝土在同時(shí)期、同溫度履歷下遭受的凍融循環(huán)次數(shù)分別為44次、18次、61次。后者較前者的凍融循環(huán)次數(shù)減少率依次為22.2%,38.0%、29.1%。由此可見，本發(fā)明提供的一種包含相變儲(chǔ)能材料的防凍混凝土能有效減少自身遭受的凍融循環(huán)次數(shù)。實(shí)施例二:一種防凍混凝土，由以下單位用量(kg/m3)的組分制成:普通硅酸鹽水泥425、水173、細(xì)骨料642、粗骨料896、石蠟331、減水劑1.8。實(shí)施例三:一種防凍混凝土，由以下單位用量(kg/m3)的組分制成:硅酸鹽水泥433、水167、細(xì)骨料688、粗骨料902、 聚乙二醇296、減水劑1.7。
權(quán)利要求
1.一種防凍混凝土，由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)配比的組分制成:硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥16.5 17.0%、水6 7%、細(xì)骨料26.5 27.5%、粗骨料34.5 37%、相變儲(chǔ)能材料12.5 15.0%、外加劑1.0 2.0%，其中相變儲(chǔ)能材料的相變溫度為4.0 6.(TC、相變焓為240 270J/g。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防凍混凝土，其特征是:所述外加劑為減水劑、引氣劑或防凍劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防凍混凝土，其特征是:所述相變儲(chǔ)能材料為正十四烷、石蠟或聚乙二醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的防凍混凝土，其特征是:可將輕量骨料作為所述相變儲(chǔ)能材料的載體，即預(yù)先使相變儲(chǔ)能材料吸附進(jìn)入輕量骨料的內(nèi)部孔隙中，輕量骨料可部分等體積取代普通細(xì)骨料、粗骨料，其取代率為30 50%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種防凍混凝土，由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)配比的組分制成硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥16.5～17.0%、水6～7%、細(xì)骨料26.5～27.5%、粗骨料34.5～37%、相變儲(chǔ)能材料12.5～15.0%、外加劑1.0～2.0%，其中相變儲(chǔ)能材料的相變溫度為4.0～6.0℃、相變焓為240～270J/g。發(fā)明有益的效果是本發(fā)明所提供的一種包含相變儲(chǔ)能材料的防凍混凝土有效利用了相變儲(chǔ)能材料的特殊熱工性能，藉以預(yù)防混凝土發(fā)生凍融循環(huán)或減少所遭受的凍融循環(huán)次數(shù)。因此在氣溫不太低時(shí)，特別是秋末冬初、冬末春初，可有效避免混凝土橋梁和路面因冰凍而影響交通安全；在嚴(yán)寒地區(qū)可緩解混凝土結(jié)構(gòu)因反復(fù)凍融循環(huán)導(dǎo)致?lián)p傷或劣化的程度；對(duì)于冬期施工的混凝土工程而言，可使混凝土在達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度之前免受凍害。
文檔編號(hào)C04B24/28GK103193432SQ20131008073
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月13日
發(fā)明者江晨暉, 楊楊, 胡丹霞, 干學(xué)宏, 潘麗君 申請(qǐng)人:浙江建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院