[发明专利]防冻水泥

说明书

技术领域

本发明涉及一种防冻建筑材料，尤其涉及一种防冻水泥。

背景技术

建筑行业一般都是在室外施工的，在冬季，室外温度在零度以下，水泥就会冻，因此将无法施工。通常为防止水泥混凝土混合物在低温下遭到冻害，人们通常采用加入防冻剂或蒸汽养护、保温等防冻方法，但后者因施工复杂，效率低，不适于大面积采用。目前建筑行业主要采用在施工过程中将水泥防冻剂添加到普通水泥中使用，这种方法虽说产生了一定的积极效果。但由于水泥防冻剂一般只是水泥重量的百分之几，经常存在搅拌不均匀现象，造成防冻度不高，防冻效果不均匀，影响施工质量，进而造成一定的经济损失；另外，在施工过程中要准确控制防冻剂的掺量，给施工带来不便。再者，目前市场上的防冻剂都是由防冻组份、早强组份、减水组份、阻锈组份、催化组份等组成。但这些防冻剂存在以下缺点：(1)药效低、掺量大，一般加入量占水泥重量的3.5-15％，给运输、使用等带来诸多不便；(2)防冻度不高，现有水泥防冻剂一般能耐受-10℃左右，这只能满足部分地区的冬季施工需要，在个别地区冬天施工仍没有保障。

发明内容

本发明的目的是克服现有建筑施工过程中存在的由于水泥防冻剂和水泥混合不均匀造成的防冻度不高，防冻效果不均匀的问题，克服现有水泥防冻剂存在的药效低、掺量大和防冻度不高的不足，提供一种防冻效果好、防冻度高、使用方便的防冻水泥。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

本发明提供的防冻水泥由以下方法制得，包括原料粉碎和烘干、配料、粉磨、煅烧，其特征在于：在煅烧后的孰料中加入水泥防冻组份，共同磨细制成水泥成品。

本发明提供的防冻水泥中水泥防冻组份及各组份占水泥熟料的重量百分含量如下：氯化钙：0.03～0.6％，氯化钠：0.03～0.6％，亚硝酸钠：0.05～1.0％，硫酸钠：0.03～0.7％，石膏：0.03～0.6％，三乙醇氨：0.03～0.6％，明矾：0.05～1.0％。

本发明提供的防冻水泥中水泥防冻组份及各组份占水泥熟料的重量百分含量如下：氯化钙：0.1～0.3％，氯化钠：0.1～0.3％，亚硝酸钠：0.2～0.6％，硫酸钠：0.1～0.3％，石膏：0.1～0.3％，三乙醇氨：0.1～0.3％，明矾：0.2～0.6％。

本发明防冻水泥的生产方法中的原料粉碎和烘干、配料、粉磨、煅烧步骤均采用现有普通水泥的生产方法，在煅烧后的孰料中加入水泥防冻组份，然后经水泥磨的粉磨步骤亦采用现有普通水泥的生产方法。

在本发明中的防冻水泥中，选用硫酸钠和明矾作为早强组份。硫酸钠易溶于水，能使混凝土在较低的环境温度下，促进水泥的水化进程，在单位时间内形成较多水化产物，并参与水泥的水化作用，使混凝土在尽可能短的时间内达到抗冻临界强度，从而减少因突然降温对混凝土造成冻害的可能性。与三乙醇胺协同作用，早强效果更显著。明矾在碱--硫酸盐的激发下形成钙矾石使水泥石的强度得到良好的发展。明矾石经锻烧脱水活化后，具有很高的溶解性，并具有与水泥水化物进行反应的能力。能迅速地与石膏相互作用，生成钙矾石，从而进一步加速和深化水泥的水化和硬化。

选择价格便宜、货源广泛且防冻效果显著的氯化钠和氯化钙作为防冻组份。它们能大幅度降低水的冰点，使混凝土在一定负温下保持液态水存在，以保证水泥持续水化的基本条件。使冰的晶格构造严重变形，因而无法形成冻胀应力而破坏水化矿物构造，使混凝土强度受损。

选用三乙醇氨作为催化组份，它不参与水泥的水化反应，而是起催化作用，能加速水泥中C₃A水化形成钙矾石的过程，从而使混凝土在较短的时间内形成强度骨架，尽快达到抗冻临界强度，增强混凝土抵御冻害的能力。同时水泥早期的快速水化，使混凝土内大部分可冻的自由水变成了不可冻的化合水，从而也减少了可冻水的数量。另外，三乙醇胺在冻结期间能减轻冰晶的破坏作用，在融解期又能促进水泥深入水化而提高后期强度。

选用亚硝酸钠作为阻锈组份，综合考虑亚硝酸钠的阻锈、降低冰点的作用和引入无机离子的副作用，控制其添加量。通过大量实验把氯化钠和亚硝酸钠合理匹配，充分发挥各自的长处，达到扬长避短的效能。

向防冻水泥中添加石膏作为缓凝组份，少量的石膏有缓凝作用，当石膏掺量增加过多时，不但对缓凝作用帮助不大，而且还在后期继续形成钙矾石，产生膨胀应力，从而使浆体强度变弱，还会造成安定性不良的后果，所以本发明通过理论分析和试验结果来确定石膏的含量。明矾具有很高的溶解性，并具有与水泥水化物进行反应的能力。能迅速地与石膏相互作用，生成钙矾石，从而进一步加速和深化水泥的水化和硬化。