[发明专利]一种超低温高性能混凝土复合防冻剂及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土外加剂，尤其是涉及一种超低温高性能混凝土复合防冻剂及其制备工艺。

背景技术

新建铁路哈尔滨至齐齐哈尔客运专线站前土建工程位于黑龙江省西南部，沿线地区的主要气候特征为：极端最高气温39.8℃，极端最低气温-42.6℃，最冷月平均气温均低于-15℃，线路全长280.893km，冬季严寒干燥漫长，冬休期长达六个月，沿线土壤最大冻结深度为1.89m～2.14m。根据目前客专施工工期安排及铁道部的要求，冬季施工必不可少，而冬季高性能混凝土的施工质量控制与普通混凝土的施工质量控制是不一样的，普通混凝土只需要考虑早期强度及大体积混凝土的水化热问题，高性能混凝土不但要考虑前两条，还要考虑后期强度及耐久性能，高性能混凝土（High performance concrete,简称HPC）是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。它以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途要求，对下列性能重点予以保证:耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。为此，高性能混凝土在配置上的特点是采用低水胶比，选用优质原材料，且必须掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂。目前，国内在严寒地区混凝土冬季施工经验等方面无文献资料可借鉴。对于高性能混凝土早期强度是否影响后期强度及耐久性能，初、终凝时间如何控制，临界强度达到多少不至于受到冻害等都是需要解决的问题。因此，研究严寒地区高性能混凝土施工对指导今后铁路工程施工具有重要意义。同时，现如今也缺少一种制备工艺步骤简单、投入成本低且能有效改善超低温高性能混凝土性能的混凝土外加剂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种制备过程简便、投入成本低且使用效果好、能有效改善超低温高性能混凝土性能的超低温高性能混凝土复合防冻剂。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种超低温高性能混凝土复合防冻剂，其特征在于：该复合防冻剂的组成按重量计为：硝酸盐30%～35%，有机化合物30%～33%，甲酸钙0.5%～1%，余量为水；所述硝酸盐为硝酸钙或亚硝酸钙，所述有机化合物为甲醇或乙醇；所述超低温高性能混凝土是指适用于环境温度为0℃～-40℃条件下进行施工的高性能混凝土。

同时，本发明还公开了一种工艺步骤简单、实现方便且所制备混凝土外加剂质量易于保证的超低温高性能混凝土复合防冻剂制备工艺，其特征在于该工艺包括以下步骤：

步骤一、硝酸盐与甲酸钙预热：将所述硝酸盐和甲酸钙，分别加热至40℃～70℃；

步骤二、均匀混配：将水与步骤一中预热后的所述硝酸盐和甲酸钙，按照设计比例混合均匀后，制得所述复合防冻剂。

上述工艺，其特征是：步骤二中对水与步骤一中预热后的所述硝酸盐和甲酸钙进行混合时，采用循环复合反应器进行混合；所述循环复合反应器包括常压反应釜和安装在所述常压反应釜上的液体循环管路，所述液体循环管路上装有循环泵，且以所述循环泵向所述常压反应釜内泵入循环液体的方式进行均匀混合。

上述工艺，其特征是：步骤二中均匀混配后，将所制得的所述复合防冻剂存储在保温材料包裹或覆盖的存储罐内。

上述工艺，其特征是：所述常压反应釜的内部容量为10吨，且所述循环泵的泵送量为60吨/小时，混合时间不少于半个小时。

上述工艺，其特征是：所述存储罐内所存储的所述复合防冻剂为液态且其内部无冻结块。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、制备工艺步骤简单、操作简易且实现方便，投入成本较低。

2、所制得的复合防冻剂各组分配比设计合理、制备方便且使用效果好，所采用的硝酸盐和亚硝酸盐对混凝土的耐久性影响较小，且能有效改善混凝土的耐久性能。

3、实际制备时，只需根据设计需求，并结合复合防冻剂中各组分的功能与效用，且通过适当调整复合防冻剂中各组分的配比，便可制备出满足设计要求且同时具备减水、早强、引气和防冻等作用的复合防冻剂。

4、所制得的复合防冻剂本身无碱、无氯，其在有效提高混凝土早期强度的情况下，混凝土的后期强度及耐久性能不降低，能够满足设计要求，克服了传统防冻外加剂对混凝土耐久性的不利弊病。