一种玄武岩纤维改性抗冻混凝土及其制备方法技术

本申请涉及混凝土技术领域，具体公开了一种玄武岩纤维改性抗冻混凝土及其制备方法。玄武岩纤维改性抗冻混凝土由混凝土拌和物经过入模养护得到，浆体改性剂的组分包括硝酸铁和氢氧化钙，硝酸铁与氢氧化钙的摩尔比为2:(2.1

【技术实现步骤摘要】
一种玄武岩纤维改性抗冻混凝土及其制备方法


[0001]本申请涉及混凝土
，更具体地说，它涉及一种玄武岩纤维改性抗冻混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]水渠是道路的重要组成部分，在雨季能够承担排水作用，有助于减少路面的浸水。目前，道路工程中的水渠通常由混凝土浇筑而成，混凝土的抗拉性能相对于其抗压性能较差，因此混凝土水渠在干湿循环、冻害等恶劣条件下容易因受到拉应力作用而发生开裂，造成水渠服役年限的缩短。
[0003]相关技术中有一种纤维改性抗冻混凝土，其拌和物包括如下重量份的组分：粗骨料980
‑
1020份，细骨料820
‑
840份，玄武岩抗裂纤维60
‑
80份，水泥300
‑
320份，矿物掺合料60
‑
80份，水146
‑
150份，聚羧酸减水剂3.8
‑
4.2份。
[0004]针对上述中的相关技术，专利技术人认为，相关技术中添加的玄武岩抗裂纤维虽然能够对冻胀开裂起到一定的防护作用，但是当冬季向积雪路面撒布除冰盐之后，产生的盐水会流入路边的水渠中，并向混凝土水渠内渗透。在这种情况下，一旦气温进一步下降到盐水的冰点之下，混凝土水渠就容易发生盐冻破坏。盐冻破坏造成的影响往往比单纯的冻胀开裂更加严重，仅靠掺加玄武岩抗裂纤维难以充分防范，不利于混凝土水渠的长期服役。

技术实现思路

[0005]在向积雪路面撒布除冰盐之后，盐水会流入混凝土水渠中，此后一旦气温进一步下降降到盐水的冰点之下，混凝土水渠就容易发生盐冻破坏，盐冻破坏造成的影响往往比单纯的冻胀开裂更加严重。这种情况下，按照相关技术中的方案(仅掺加玄武岩抗裂纤维)难以充分防范盐冻破坏，不利于混凝土水渠的长期服役。为了改善这一缺陷，本申请提供一种玄武岩纤维改性抗冻混凝土及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种玄武岩纤维改性抗冻混凝土，采用如下的技术方案：一种玄武岩纤维改性抗冻混凝土，所述玄武岩纤维改性抗冻混凝土由混凝土拌和物经过入模养护得到，所述混凝土拌和物包括如下重量份的组分：粗骨料980
‑
1020份，细骨料820
‑
840份，玄武岩抗裂纤维60
‑
80份，水泥300
‑
320份，矿物掺合料60
‑
80份，浆体改性剂40
‑
50份，水146
‑
150份，聚羧酸减水剂3.8
‑
4.2份；所述矿物掺合料包括粉煤灰，所述浆体改性剂的组分包括硝酸铁和氢氧化钙，所述硝酸铁与氢氧化钙的摩尔比为2:(2.1
‑
3)。
[0007]通过采用上述技术方案，本申请将浆体改性剂添加到了混凝土拌和物中。在混凝土拌和物中，硝酸铁能够与氢氧化钙反应形成硝酸钙和氢氧化铁，生成的氢氧化铁为凝胶状态，增加了水泥浆体中的总凝胶含量，有助于减少混凝土内部的孔隙，增加混凝土结构的密实度，阻碍了盐溶液的侵入。而且当盐溶液侵入混凝土结构中时，硝酸钙溶解到盐溶液中，提高了盐溶液中的无机盐总浓度，进一步降低了盐溶液的冰点，延缓了盐冻破坏的发生。因此，通过在混凝土拌和物中添加本申请的浆体改性剂，能够降低盐冻破坏的程度，有
助于延长混凝土水渠等混凝土结构的服役年限。
[0008]作为优选，所述浆体改性剂中，硝酸铁与氢氧化钙的摩尔比为2:3。
[0009]通过采用上述技术方案，硝酸铁与氢氧化钙恰好反应的摩尔比为2:3，在此基础上，当氢氧化钙的添加量相对减少时，硝酸铁会消耗水泥水化产生的一部分氢氧化钙，导致水泥浆体中没有足够的氢氧化钙来充分激发矿物掺合料的水化活性，不利于充分提高混凝土拌和物中的凝胶产物总量。因此当浆体改性剂中硝酸铁与氢氧化钙的摩尔比为2:3时，浆体改性剂能够充分生效，且对混凝土拌和物中的凝胶产物总量产生的负面影响相对较小。
[0010]作为优选，所述浆体改性剂按照如下方法制备：(1)将电石渣和硝酸铁干燥至恒重后混合，得到混合料；(2)对混合料进行粉磨，得到浆体改性剂。
[0011]通过采用上述技术方案，电石渣为电石工业产生的废渣，由电石经过加水消解后得到，主要成分为氢氧化钙。通过使用电石渣提供氢氧化钙，能够实现固体废弃物的合理利用，有助于降低生产成本。
[0012]作为优选，所述浆体改性剂的组分还包括三聚磷酸钠，所述三聚磷酸钠在浆体改性剂制备方法的步骤(1)中与电石渣和硝酸铁共同混合。
[0013]通过采用上述技术方案，本申请将三聚磷酸钠添加到了浆体改性剂中，三聚磷酸钠与铁离子和钙离子均具有良好的吸附性能，在粉磨过程中能够减少颗粒的团聚，改善了研磨效果。
[0014]作为优选，所述三聚磷酸钠的用量为电石渣和硝酸铁重量之和的0.01
‑
0.1％。
[0015]通过采用上述技术方案，当三聚磷酸钠用量较少时，电石渣和硝酸铁在粉磨过程中发生团聚较为严重，不利于电石渣和硝酸铁充分参与反应。当三聚磷酸钠用量过多时，三聚磷酸钠对电石渣的吸附反而会阻碍硝酸铁与氢氧化钙的反应，抑制了氢氧化铁和硝酸钙的产生，不利于充分增加混凝土拌和物中的凝胶产物总量。本申请优选了三聚磷酸钠的用量，有利于使浆体改性剂中的硝酸铁和氢氧化钙充分发生反应。
[0016]作为优选，所述玄武岩抗裂纤维由玄武岩纤维原丝经过切断加工后得到。
[0017]通过采用上述技术方案，优选了玄武岩抗裂纤维的生产原料为玄武岩纤维原丝，玄武岩纤维原丝具有良好的力学性能，抗拉强度远高于混凝土，因此玄武岩纤维原丝制成的玄武岩抗裂纤维掺入之后改善了混凝土的抗拉性能，有助于减少盐冻过程中产生的拉应力对混凝土结构造成的损伤，改善了混凝土的抗盐冻性能。
[0018]作为优选，所述玄武岩抗裂纤维由玄武岩纤维有捻纱经过切断加工后得到。
[0019]通过采用上述技术方案，玄武岩纤维有捻纱由多根玄武岩纤维原丝加捻并股后得到。在加捻并股的过程中，玄武岩纤维原丝之间互相发生摩擦，因此玄武岩纤维有捻纱中的玄武岩纤维原丝具有较大的粗糙度(相对于未经过加捻的玄武岩纤维原丝而言)，使得水泥浆(以及固化产生的水泥石)与玄武岩抗裂纤维之间的粘结更加牢固，减少了玄武岩抗裂纤维在拉应力作用下发生滑动的可能，有助于改善混凝土对盐冻破坏中产生的拉应力的抵抗效果，减少了盐冻过程中产生的拉应力对混凝土结构造成的损伤。
[0020]作为优选，所述玄武岩纤维有捻纱的捻度为60
‑
90捻/m。
[0021]通过采用上述技术方案，优选了玄武岩纤维有捻纱的捻度范围，有助于减少玄武岩抗裂纤维在拉应力作用下发生滑动的可能，改善了混凝土对盐冻破坏中产生的拉应力的
抵抗效果，减少了盐冻过程中产生的拉应力对混凝土结构造成的损伤。
[0022]作为优选，所述矿物掺合料包括偏高岭土，所述偏高岭土在矿物掺合料中所占的重量比为8
‑
16％。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玄武岩纤维改性抗冻混凝土，其特征在于，所述玄武岩纤维改性抗冻混凝土由混凝土拌和物经过入模养护得到，所述混凝土拌和物包括如下重量份的组分：粗骨料980
‑
1020份，细骨料820
‑
840份，玄武岩抗裂纤维60
‑
80份，水泥300
‑
320份，矿物掺合料60
‑
80份，浆体改性剂40
‑
50份，水146
‑
150份，聚羧酸减水剂3.8
‑
4.2份；所述矿物掺合料包括粉煤灰，所述浆体改性剂的组分包括硝酸铁和氢氧化钙，所述硝酸铁与氢氧化钙的摩尔比为2:(2.1
‑
3)。2.根据权利要求1所述的玄武岩纤维改性抗冻混凝土，其特征在于，所述浆体改性剂中，硝酸铁与氢氧化钙的摩尔比为2:3。3.根据权利要求1所述的玄武岩纤维改性抗冻混凝土，其特征在于，所述浆体改性剂按照如下方法制备：（1）将电石渣和硝酸铁干燥至恒重后混合，得到混合料；（2）对混合料进行粉磨，得到浆体改性剂。4.根据权利要求3所述的玄武岩纤维改性抗冻混凝土，其特征在于，所述浆体改性剂的组分还包括三聚磷酸钠，所述三聚磷酸钠在浆体改性剂制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅高中，陈叶辉，魏鑫，徐欣凯，蔡长峰，
申请(专利权)人：南京南部路桥建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：