专利名称：一种用于混凝土的高效液体防冻剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用于混凝土的高效液体防冻剂及其制备方法，属于建筑材料技术领域。
背景技术：
我国的很多地区冬季施工的混凝土温度大都在0°C以下，在北方的有些地区冬季最低气温有时达到零下20-30°C，在中部地区冬季温度有时也能达到-10°C左右。如果温度降至混凝土水化水冰点温度以下，水化水将会结冰进而影响混凝土水化进程，强度发展缓慢而达不到龄期要求，并且结冰产生冰胀应力使得混凝土内部结构破坏，给混凝土的强度、 耐久性带来不利影响。为了防止在负温下施工的混凝土遭受冻害，在混凝土拌合物中加入防冻剂是目前普遍使用的一种方法，也是十分有效的一种技术手段。目前防冻剂大体有三类第一类是氯盐防冻剂，这类防冻剂虽然具有较好的防冻效果，但由于它对钢筋有强烈腐蚀作用，只能用于无筋混凝土中，所以在施工中已很少应用；第二类是氯盐阻绣防冻剂，虽然这类防冻剂具有抗冻性能好的特点，但由于在使用时必须严格控制氯盐掺量及阻绣成分的比例，以及他不能用在处于潮湿环境中使用的混凝土结构、露天结构、混凝土预应力结构等等，因此其应用也受到一定限制；第三类是非氯盐型防冻剂，目前应用比较广泛。CN1084147请求保护一种混凝土防冻剂，它有硫酸钠，氯化钠，亚硝酸钠，木质磺酸钙和奈系高效减水剂组成，其特征在于，所述的防冻剂成分配比按重量计为硫酸钠 1. 2-1. 5%，氯化钠0. 6-1. 3%，亚硝酸钠0. 9-1. 5%，木质磺酸钙0. 15-0. 21%，奈系高效减水剂0. 3-0. 7%。该申请的特点是含有较多的氯离子。CN1153753请求保护高效液体混凝土防冻剂，它有乙二醇、尿素、三乙醇胺、十二烷基磺酸钠、高效减水剂及水六种成分混合而成，各组分的重量构成比为乙二醇尿素 三乙醇胺十二烷基磺酸钠高效减水剂水=(65 80) (16. 5 30) (2. 2 3.0) (50 120) (50 370)。他不仅具有抗冻性能好、低碱、无氯的特性，而且具有保塑性能良好，生产工艺简单以及便于自动计量等优点。该防冻剂可与多种外加剂、水泥及掺合料相匹配，适应于温度不低于-15°C的各种混凝土的配制，但该防冻剂的配比较复杂。CN92102097. 5请求保护复合防冻剂由高效减水剂、普通减水剂、高活性组分、载体以及钠盐组成，在混凝土中的掺量为4. 0% 7. 0%，钠盐含量3. 5% ；该专利中还提到了黑龙江低温建筑科研所所生产的防冻剂在混凝土中的掺量最高达10%，钠盐高达5%。CN96109810. 4介绍的是一种混凝土防冻剂具体配制方法及步骤为在室温常压下，先将水加入待定的容器中，先后加入固体成分尿素、十二烷基磺酸钠和固体高效减水剂，加热至60°C 79°C。搅拌约10 20分钟，待固体成分全部溶解后再依次加入液体组分乙二醇、三乙醇胺、乳化液和高效减水剂，并充分搅拌，均勻即得产品。CN200310107019. 8请求保护的防冻剂工艺流程取丙酸与氢氧化钠及氧化钠进行中合反应，得到丙酸钠与原明粉。粉煤灰、木钙、ABS、阻绣添加剂、三乙醇胺按比例混合，经搅拌、干燥，最后制成防冻剂。配方比例(质量百分比)丙酸钠原明粉粉煤灰木钙ABS 防锈添加剂三乙醇胺=35 25 25 3 1 6.CN1034746请求保护防冻剂的生产方法，它由有机低碳酸与金属氧化物或氢氧化物或碳酸盐反应，反应温度50 80°C，生成了有机低碳酸盐，以有机低碳酸盐为防冻组分，再加入早强剂、早强催化剂、添加剂填料、减水剂、引气剂、阻绣剂等成分，经混合、干燥后形成了防冻剂，重量百分配比为有机低碳酸盐25 45%早强剂4 12%早强催化剂25 35%添加剂填料15 25%减水剂2. 5 5%引气剂0. 5 1. 0%阻锈剂4 12% .在冬季_20°C时仍可使用。上述防冻剂均能降低水的冰点，并能使混凝土负温下发展强度，但是掺量都较高， 对混凝土的耐久性会产生不同程度的不利影响，如氯离子导致钢筋锈蚀，碱含量过高容易发生碱骨料反应等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于混凝土的液体防冻剂及其制备方法，该防冻剂可以在-18°c以上的负温环境下使用。为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是一种用于混凝土的液体防冻剂， 其特征在于它由高效减水剂、甲酸盐、有机醇胺、碳酸盐、乙二醇、引气剂和水制备而成，其中，高效减水剂甲酸盐有机醇胺碳酸盐乙二醇引气剂水的质量比=(48 75) (2. 0 7. 6) (1. 2 3. 0) (30 57) (65 92) (0. 8 1. 6) (60 275)。所述的高效减水剂为奈系高效减水剂、聚羧酸减水剂的一种或两种的混合物(按任意配比的混合)。所述的甲酸盐为甲酸钙。所述的有机醇胺为三乙醇胺。甲酸盐和有机醇胺构成防冻剂的早强组分，其中三乙醇胺根据实际情况少加，甚至必要时三乙醇胺可用三异丙醇胺来代替。所述的碳酸盐为碳酸钠。碳酸盐与乙二醇构成防冻剂的防冻组分，碳酸钠，其根据实际情况可以少加。所述的引气剂为十二烷基苯磺酸钠。上述一种用于混凝土的液体防冻剂的制备方法，其特征在于它包括如下步骤1)按高效减水剂甲酸盐有机醇胺碳酸盐乙二醇引气剂水的质量比=(48 75) (2. 0 7. 6) (1. 2 3. 0) (30 57) (65 92) (0. 8 1.6) (60 275)，选取高效减水剂、甲酸盐、有机醇胺、碳酸盐、乙二醇、引气剂和水，备用；2)将高效减水剂放入容器中，加入水总量20 35% (质量)的水，加热至25°C 40°C搅拌至高效减水剂溶解，得到溶液；然后，把碳酸盐、甲酸盐加入配制的溶液内搅拌 10 20分钟(使其充分溶解均勻)；最后，把温度调至室温，将剩余的水与有机醇胺、乙二醇和引气剂加入，搅拌至均勻，静置至澄清，得到用于混凝土的液体防冻剂。液体防冻剂应用于混凝土，液体防冻剂的加入量为混凝土中胶凝材料用量的 2%-4. 8% (掺量较小)。该防冻剂可以在_18°C以上的负温环境下使用。
本防冻剂主要从以下几个方面对混凝土产生影响(1)减少用水量使混凝土内部游离水的数量减少，降低混凝土内部受冻结冰产生的应力，减少混凝土的破坏；(2)降低混凝土内部水的冰点，使其内部不结冰或少结冰，减少混凝土内部水结冰造成的破坏；(3)改善混凝土的孔结构，使混凝土受冻后不能产生负压水的流动；(4)提高其结构强度，使其在受冻时有一定的强度能抵抗外来的破坏应力，保护混凝土的结构。本发明的优势在于能显著降低混凝土的水灰比、改善混凝土内部孔结构、降低混凝土内部液相水的冰点，从而使混凝土在负温下能够继续水化，提高混凝土的抗冻性。该防冻剂采用的高效减水剂能显著降低水灰比，有效保证了混凝土的强度，且制备简单，是目前冬季混凝土工程施工必须的一种高效液态防冻剂。本发明的有益效果是该防冻剂具有抗冻性好、早期强度高、无氯的特性，具有较高的减水率及工作性能。更重要的是该防冻剂在水泥混凝土中的掺量较小，能促进水泥的早期水化速率在提高水泥的早期强度的同时保证了具有较高的后期强度，提高了混凝土的力学性能与耐久性。该防冻剂可以在_18°C以上的负温环境下使用。
具体实施例方式为了更好的解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐述本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。实施例1 —种用于混凝土的液体防冻剂的制备方法，它包括如下步骤，1)参照下列质量比例配料
权利要求
1.一种用于混凝土的高效液体防冻剂，其特征在于它由高效减水剂、甲酸盐、有机醇胺、碳酸盐、乙二醇、引气剂和水制备而成，其中，高效减水剂甲酸盐有机醇胺碳酸盐乙二醇引气剂水的质量比=(48 75) (2.0 7. 6) (1. 2 3. 0) (30 57) (65 92) (0. 8 1. 6) (60 275)。
2.根据权利要求1所述的一种用于混凝土的高效液体防冻剂，其特征在于所述的高效减水剂为奈系高效减水剂、聚羧酸减水剂的一种或两种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种用于混凝土的液体防冻剂，其特征在于所述的甲酸盐为甲酸钙。
4.根据权利要求1所述的一种用于混凝土的液体防冻剂，其特征在于所述的有机醇胺为三乙醇胺。
5.根据权利要求1所述的一种用于混凝土的液体防冻剂，其特征在于所述的碳酸盐为碳酸钠。
6.根据权利要求1所述的一种用于混凝土的液体防冻剂，其特征在于所述的引气剂为十二烷基苯磺酸钠。
7.如权利要求1所述的一种用于混凝土的液体防冻剂的制备方法，其特征在于它包括如下步骤1)按高效减水剂甲酸盐有机醇胺碳酸盐乙二醇引气剂水的质量比= 08 75) (2.0 7. 6) (1.2 3.0) (30 57) (65 92) (0.8 1.6) (60 275)，选取高效减水剂、甲酸盐、有机醇胺、碳酸盐、乙二醇、引气剂和水，备用；2)将高效减水剂放入容器中，加入水总量20 35%的水，加热至25°C 40°C搅拌至高效减水剂溶解，得到溶液；然后，把碳酸盐、甲酸盐加入配制的溶液内搅拌10 20分钟； 最后，把温度调至室温，将剩余的水与有机醇胺、乙二醇和引气剂加入，搅拌至均勻，静置至澄清，得到用于混凝土的液体防冻剂。
全文摘要
本发明涉及一种用于混凝土的高效液体防冻剂及其制备方法，属于建筑材料技术领域。一种用于混凝土的高效液体防冻剂，其特征在于它由高效减水剂、甲酸盐、有机醇胺、碳酸盐、乙二醇、引气剂和水制备而成，其中，高效减水剂∶甲酸盐∶有机醇胺∶碳酸盐∶乙二醇∶引气剂∶水的质量比＝(48～75)∶(2.0～7.6)∶(1.2～3.0)∶(30～57)∶(65～92)∶(0.8～1.6)∶(60～275)。该防冻剂具有抗冻性好、早期强度高、无氯的特性，具有较高的减水率及工作性能。更重要的是该防冻剂在水泥混凝土中的掺量较小，能促进水泥的早期水化速率在提高水泥的早期强度的同时保证了具有较高的后期强度，提高了混凝土的力学性能与耐久性。该防冻剂可以在-18℃以上的负温环境下使用。
文档编号C04B24/24GK102320770SQ20111026962
公开日2012年1月18日 申请日期2011年9月13日 优先权日2011年9月13日
发明者欧阳康, 赵磊, 陈友治, 陈奇, 韩汪洋 申请人:武汉理工大学