[发明专利]一种适用于超低温环境的水泥混凝土防冻剂

说明书

本发明涉及一种适用于超低温环境的水泥混凝土防冻剂，其特征在于其原材料组分及各组分占原材料总量的质量百分比分别为：快硬促强组分：防冻组分：抗冻组分：矿物减水组分＝(60～90％)：(10～40％)：(0.1～3％)：(0.1～5％)。本发明的防冻剂可有效促进水泥的早期水化速率、降低新拌混凝土液相冰点、引入大量微细气泡，从而增加混凝土的早期强度，缩短混凝土达到受冻临界强度养护时间，改善混凝土的冻胀应力，是一种高效、低碱、无氯的多功能型防冻剂，适用于‑10℃及更低温度下水泥混凝土的配制和施工。

技术领域

本发明涉及混凝土外加剂应用领域，具体涉及一种适用于超低温环境的水泥混凝土防冻剂。

背景技术

在我国“三北”地区，冬季持续时间长，工程建设期缩短，当气温低于0℃时，负温下混凝土拌合水的冻结不但会使水泥水化停滞，同时水结冰产生的体积膨胀会导致混凝土水化产物结构形成损伤。为了避免混凝土早期冻害带来的不利影响，解决冬季施工安全隐患问题一般采取加热混凝土浇筑区域、加热原材料、使用保护性的隔热层、添加防冻剂促进水泥水化和早期强度增长等方法，而掺加混凝土防冻剂是最为简单有效的方法之一。掺加防冻剂不仅减少了加热原材料和增大胶凝材料用量的成本，还使得现浇混凝土能够在负温下浇筑脱模，加速了工程进程，减少了工程造价。

目前市场上的防冻剂大致可分为如下四类：第一类是氯盐类，仅论早强作用氯盐类水泥水化促进材料是早强效果最显著的一类材料，但氯盐类材料自身固有的氯离子能够加速钢筋的锈蚀弊端限制了其在工程中的应用；第二类是氯盐阻锈类，该类防冻组分除了具有氯盐的综合效果，还具有阻止钢筋锈蚀的作用，但是阻锈成分掺量增大容易造成碱集料反应；第三类是无氯盐类，如硝酸盐类、硫酸盐类以及氨水，硝酸盐类以及硫酸盐类掺量增大同样会引起碱集料反应，从而降低混凝土的耐久性，氨水会向空气中释放氨气，污染室内环境，威胁人体健康；第四类是有机类，如低碳醇、烷基醇胺、尿素，低碳醇、烷基醇胺在实际工程应用中由于掺量很小最佳掺量不易准确掌握，若掺量过大，反而会造成混凝土的缓凝，尿素同样会向空气中释放氨气，对人体健康造成威胁。另外，现存防冻剂大都仅适用于-10℃以上环境温度的施工，且在浇筑完成后还需一段时间的保温养护措施，在-10℃以下使用时效果较差，早期强度发展缓慢。因此，解决现有混凝土防冻剂存在的问题，研制绿色、高性能且适用于-10℃以下超低温的水泥混凝土防冻剂对混凝土工程具有重要的现实意义。

申请号为CN201410609430.3的中国专利，公开了一种混凝土防冻剂，其防冻组分为硝酸盐和氯化钾，硝酸盐是易爆管制物品，大量使用存在安全隐患，且该防冻剂在混凝土中掺量过高会导致混凝土中氯离子含量增大，导致钢筋锈蚀。申请号为CN201510487431.X的中国专利，公开了一种混凝土防冻剂，该防冻剂中含有3％～6％的硫酸钠，在混凝土中掺量过高会导致混凝土中硫酸根离子含量增大，导致硫酸盐侵蚀。

发明内容

本发明提供了一种制备工艺简单、高效、低碱、无氯，且适用于-10℃以下超低温的水泥混凝土防冻剂。

本发明的技术方案为：一种水泥混凝土防冻剂，其原材料组分及各组分占原材料总量的质量百分比分别为：

所述快硬促强组分为快硬胶凝组分与晶种组分的混合物，其中快硬胶凝组分为超细水泥、硫铝酸盐水泥、高铝水泥、磷酸盐水泥、碱激发水泥中的一种或两种以上组合物，晶种组分为磨细水泥水化产区、水化硅酸钙、钙矾石、蒸压硅质尾矿砂、石灰石中的一种或两种以上组合物，快硬促强组分与晶种组分的质量比为(5～30)：1。

所述防冻组分为无机防冻组分与有机防冻组分的混合物，其中无机防冻组分为硫氰酸钠、亚硝酸钠、亚硝酸钙、碳酸钠、碳酸锂中的一种或两种以上组合物，有机防冻组分为乙酸钠、甲酸钙、丙烯酰胺中的一种或两种以上组合物，无机防冻组分与有机防冻组分的质量比为(1～15)：1。

所述抗冻组分为甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素醚、羟乙基甲基纤维素醚中的一种或两种以上组合物。