[发明专利]一种抗冻超硫水泥混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种抗冻超硫水泥混凝土及其制备方法，通过将工业固体废弃物矿渣、脱硫石膏与硅酸盐水泥按一定比例复合，粉磨得到超硫水泥混合料作为胶凝材料，再加入砂、石、水以及一种复合添加剂，制备得到一种抗冻超硫水泥混凝土。制备得到的超硫水泥混凝土一方面具有较高的强度，另一方面其抗盐冻性能也得到明显提升；本发明简单易行，大大降低了生产成本，同时减小了环境污染，兼具经济效益和环境效益。

技术领域

本发明涉及一种抗冻超硫水泥混凝土，还涉及上述抗冻超硫水泥混凝土的制备方法，属于材料化学技术领域。

背景技术

水泥混凝土强度高，使用寿命长，且可根据需求制造成不同形状，使其成为用量最大、用途最广的一种建筑材料。据报道，硅酸盐水泥生产中二氧化碳排放量占总排放量的7％至10％，每吨硅酸盐水泥的生产会伴随着一吨二氧化碳的排放。同时，生产过程中需耗费大量能量，这与环保及可持续发展的理念相违背。超硫水泥作为一种新型绿色胶凝材料，由大量工业固体废弃物矿渣、石膏及少量硅酸盐水泥组成，生产低碳节能，被视为一种硅酸盐水泥潜在替代品。

然而，抗冻性差仍是目前超硫水泥混凝土存在的主要缺点之一。尤其是在严寒环境下氯盐侵蚀与冻融循环同时作用即盐冻条件下，超硫水泥混凝土将发生显著破坏，严重影响其工程使用。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术中存在的超硫水泥混凝土抗冻性差的问题，提供一种抗冻超硫水泥混凝土，还提供上述水泥混凝土的制备方法。

技术方案：本发明所述的抗冻超硫水泥混凝土，由如下质量百分比的组分组成：磨细超硫水泥混合料15％～25％、砂24％～34％、石40％～48％、复合添加剂 3％～6％和水余量；所述复合添加剂包括如下质量百分比的组分：减水剂5％～8％、引气剂0.1％～0.3％、乳酸钠10％～20％、纳米二氧化硅5％～10％，余量为水。

优选的，所述磨细超硫水泥混合料由如下质量百分比的组分组成：矿渣 72％～78％、脱硫石膏17％～23％和硅酸盐水泥3％～7％。

优选的，所述复合添加剂中减水剂为聚羧酸减水剂。

优选的，所述复合添加剂中纳米二氧化硅的粒径为7-40nm。

上述抗冻超硫水泥混凝土的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备磨细超硫水泥混合料：混合矿渣、脱硫石膏和硅酸盐水泥，研磨，得磨细超硫水泥混合料；

(2)配制复合添加剂：按比例加入水、减水剂及纳米二氧化硅，低速搅拌；加入乳酸钠，高速搅拌；加入引气剂，慢速搅拌得复合添加剂；

(3)先超声分散复合添加剂，然后混合磨细超硫水泥混合料和复合添加剂，最后加入砂、石及水，制得抗冻超硫水泥混凝土。

优选的，所述脱硫石膏为CaSO₄·1/2H₂O。

优选的，所述低速搅拌，转速小于1500rpm，时间为1～3min；所述高速搅拌，转速为6000～7500rpm，时间为8～10min；所述慢速搅拌转速小于300rpm，时间为3～5min。

优选的，步骤(3)中，所述复合添加剂使用前，超声处理10～15min。