本發(fā)明涉及一種抗凍型混凝土的制備方法，屬于抗凍型混凝土制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

混凝土是指由膠凝材料將骨料膠結(jié)成整體的工程復(fù)合材料的統(tǒng)稱。通常講的混凝土一詞是指用水泥作膠凝材料，砂、石作骨料；與水（可含外加劑和摻合料）按一定比例配合，經(jīng)攪拌而得的水泥混凝土，也稱普通混凝土，它廣泛應(yīng)用于土木工程。1884年德國建筑公司購買了莫尼爾的專利，進行了第一批鋼筋混凝土的科學(xué)實驗，研究了鋼筋混凝土的強度、耐火能力。鋼筋與混凝土的粘結(jié)力。1887年德國工程師科倫首先發(fā)表了鋼筋混凝土的計算方法；英國人威爾森申請了鋼筋混凝土板專利；美國人海厄特對混凝土橫梁進行了實驗。1918年艾布拉姆發(fā)表了著名的計算混凝土強度的水灰比理論。鋼筋混凝土開始成為改變這個世界景觀的重要材料。自19世紀(jì)20 年代出現(xiàn)了波特蘭水泥后，由于用它配制成的混凝土具有工程所需要的強度和耐久性，而且原料易得，造價較低，特別是能耗較低，因而用途極為廣泛。同時隨著建筑設(shè)計的高層及超高層化、大跨度化、地下化以及環(huán)境嚴(yán)酷的發(fā)展趨勢，高強及超高強高性能混凝土在超高層建筑、跨海大橋、海上采油平臺等大型工程中具有突出的應(yīng)用優(yōu)勢。但目前使用的混凝土水化熱高、在低氣溫時容易收縮開裂，體積穩(wěn)定性差，外界侵蝕離子極易遷移進入混凝土內(nèi)部，導(dǎo)致混凝土在高鹽環(huán)境容易出現(xiàn)鋼筋銹蝕，影響其使用壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對傳統(tǒng)混凝土在制備和使用過程中出現(xiàn)的，在低氣溫時易收縮開裂，體積穩(wěn)定性差，外界侵蝕離子極易遷移進入混凝土內(nèi)部，導(dǎo)致混凝土在高鹽環(huán)境中易出現(xiàn)鋼筋銹蝕，影響其使用壽命的問題，本發(fā)明首先以廉價易得的廢舊輪胎膠粉為原料，經(jīng)次氯酸鈣和次氯酸鈉復(fù)配后混合反應(yīng)，再輔以雙氧水，使膠粉活化，經(jīng)抽濾洗滌干燥后，得到活化膠粉，再利用苯乙烯等制備混合乳液，與水泥、黃砂等按比例混合，經(jīng)攪拌得到抗凍型混凝土。本發(fā)明利用混合乳液在混凝土內(nèi)部失水附著于混凝土及活化膠粉表面，改善活化膠粉與混凝土的粘結(jié)強度和相容性，形成連續(xù)的膜結(jié)構(gòu)，提高混凝土的強度性能和斷裂韌性，使混凝土在低溫工作條件下具有優(yōu)良的抗凍性。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

（1）依次稱取200～300g廢舊輪胎膠粉，20～30g次氯酸鈣，10～15g次氯酸鈉，加入盛有1～2L去離子水的燒瓶中，再將燒杯置于水浴磁力攪拌器上，于溫度為65～75℃，轉(zhuǎn)速為400～600r/min條件下，恒溫攪拌反應(yīng)15～20min，隨后在攪拌狀態(tài)下，通過滴液漏斗向燒瓶中滴加200～300mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20～25%雙氧水，控制在30～45min內(nèi)滴完，待滴加完畢，繼續(xù)恒溫攪拌反應(yīng)45～60min；

（2）待反應(yīng)結(jié)束，趁熱抽濾，除去濾液，用去離子水洗滌濾餅直至洗滌液呈中性，再將濾餅轉(zhuǎn)入真空干燥箱，于溫度為75～80℃條件下，干燥4～6h，得活化膠粉，備用；

（3）按重量份數(shù)計，在混料機中依次加入100～110份去離子水，60～80份苯乙烯，30～40份丁二烯，1～3份丙烯酸，6～8份茶皂素，0.2～0.4份十二烷基苯磺酸鈉，0.2～0.4份過硫酸銨，于溫度為45～50℃，轉(zhuǎn)速為1200～1400r/min條件下，恒溫攪拌混合20～30min，出料，得混合乳液；

（4）按重量份數(shù)計，在混凝土攪拌機中依次加入160～180份去離子水，4～6份木質(zhì)素磺酸鈉減水劑，250～300份硅酸鹽水泥，600～700份黃砂，800～1200份石子，60～80份步驟（2）備用活化膠粉，40～60份上述所得混合乳液，于轉(zhuǎn)速為60～80r/min條件下，攪拌混合30～45min，即得抗凍型混凝土。

本發(fā)明的應(yīng)用方法是：將本發(fā)明所得抗凍型混凝土鋪設(shè)于高寒地區(qū)路面，調(diào)整鋪設(shè)厚度為14～16cm，再經(jīng)人工修整使路面平均平整度為5～8mm，用塑料薄膜覆蓋養(yǎng)護2～4天，再自然養(yǎng)護28～30天，即得混凝土鋪設(shè)的路面。經(jīng)檢測，路面養(yǎng)護結(jié)束后抗壓強度可達75.6～80.2MPa，經(jīng)300～500次凍融試驗后，重量損失率為2.2～2.4%，相對動彈性模量為85～89%，較傳統(tǒng)混凝土路面，耐久性明顯提高。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）本發(fā)明制備方法簡單，以廢舊輪胎膠粉為原料，使廢舊輪胎得到了充分利用，提高其附加值，同時使混凝土道路強度性能和斷裂韌性得到提高，有利于抗凍型混凝土的可持續(xù)發(fā)展，兼具社會環(huán)保意義；

（2）本發(fā)明所得抗凍型混凝土應(yīng)用于高寒地區(qū)路面建設(shè)，可延長混凝土路面的使用壽命，降低道路維修頻率，減少資源和能源的浪費，易于工業(yè)化生產(chǎn)推廣和實施，具有廣泛的應(yīng)用前景。

具體實施方式

首先依次稱取200～300g廢舊輪胎膠粉，20～30g次氯酸鈣，10～15g次氯酸鈉，加入盛有1～2L去離子水的燒瓶中，再將燒杯置于水浴磁力攪拌器上，于溫度為65～75℃，轉(zhuǎn)速為400～600r/min條件下，恒溫攪拌反應(yīng)15～20min，隨后在攪拌狀態(tài)下，通過滴液漏斗向燒瓶中滴加200～300mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20～25%雙氧水，控制在30～45min內(nèi)滴完，待滴加完畢，繼續(xù)恒溫攪拌反應(yīng)45～60min；待反應(yīng)結(jié)束，趁熱抽濾，除去濾液，用去離子水洗滌濾餅直至洗滌液呈中性，再將濾餅轉(zhuǎn)入真空干燥箱，于溫度為75～80℃條件下，干燥4～6h，得活化膠粉，備用；按重量份數(shù)計，在混料機中依次加入100～110份去離子水，60～80份苯乙烯，30～40份丁二烯，1～3份丙烯酸，6～8份茶皂素，0.2～0.4份十二烷基苯磺酸鈉，0.2～0.4份過硫酸銨，于溫度為45～50℃，轉(zhuǎn)速為1200～1400r/min條件下，恒溫攪拌混合20～30min，出料，得混合乳液；按重量份數(shù)計，在混凝土攪拌機中依次加入160～180份去離子水，4～6份木質(zhì)素磺酸鈉減水劑，250～300份硅酸鹽水泥，600～700份黃砂，800～1200份石子，60～80份備用活化膠粉，40～60份上述所得混合乳液，于轉(zhuǎn)速為60～80r/min條件下，攪拌混合30～45min，即得抗凍型混凝土。

實例1

首先依次稱取200g廢舊輪胎膠粉，20g次氯酸鈣，10g次氯酸鈉，加入盛有1L去離子水的燒瓶中，再將燒杯置于水浴磁力攪拌器上，于溫度為65℃，轉(zhuǎn)速為400r/min條件下，恒溫攪拌反應(yīng)15min，隨后在攪拌狀態(tài)下，通過滴液漏斗向燒瓶中滴加200mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%雙氧水，控制在30min內(nèi)滴完，待滴加完畢，繼續(xù)恒溫攪拌反應(yīng)45min；待反應(yīng)結(jié)束，趁熱抽濾，除去濾液，用去離子水洗滌濾餅直至洗滌液呈中性，再將濾餅轉(zhuǎn)入真空干燥箱，于溫度為75℃條件下，干燥4h，得活化膠粉，備用；按重量份數(shù)計，在混料機中依次加入100份去離子水，60份苯乙烯，30份丁二烯，1份丙烯酸，6份茶皂素，0.2份十二烷基苯磺酸鈉，0.2份過硫酸銨，于溫度為45℃，轉(zhuǎn)速為1200r/min條件下，恒溫攪拌混合20min，出料，得混合乳液；按重量份數(shù)計，在混凝土攪拌機中依次加入160份去離子水，4份木質(zhì)素磺酸鈉減水劑，250份硅酸鹽水泥，600份黃砂，800份石子，60份備用活化膠粉，40份上述所得混合乳液，于轉(zhuǎn)速為60r/min條件下，攪拌混合30min，即得抗凍型混凝土。

將本發(fā)明所得抗凍型混凝土鋪設(shè)于高寒地區(qū)路面，調(diào)整鋪設(shè)厚度為14cm，再經(jīng)人工修整使路面平均平整度為5mm，用塑料薄膜覆蓋養(yǎng)護2天，再自然養(yǎng)護28天，即得混凝土鋪設(shè)的路面。經(jīng)檢測，路面養(yǎng)護結(jié)束后抗壓強度可達75.6MPa，經(jīng)300次凍融試驗后，重量損失率為2.2%，相對動彈性模量為85%，較傳統(tǒng)混凝土路面，耐久性明顯提高。

實例2

首先依次稱取300g廢舊輪胎膠粉， 30g次氯酸鈣， 15g次氯酸鈉，加入盛有2L去離子水的燒瓶中，再將燒杯置于水浴磁力攪拌器上，于溫度為75℃，轉(zhuǎn)速為600r/min條件下，恒溫攪拌反應(yīng)20min，隨后在攪拌狀態(tài)下，通過滴液漏斗向燒瓶中滴加300mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%雙氧水，控制在45min內(nèi)滴完，待滴加完畢，繼續(xù)恒溫攪拌反應(yīng)60min；待反應(yīng)結(jié)束，趁熱抽濾，除去濾液，用去離子水洗滌濾餅直至洗滌液呈中性，再將濾餅轉(zhuǎn)入真空干燥箱，于溫度為80℃條件下，干燥6h，得活化膠粉，備用；按重量份數(shù)計，在混料機中依次加入110份去離子水， 80份苯乙烯， 40份丁二烯， 3份丙烯酸， 8份茶皂素， 0.4份十二烷基苯磺酸鈉， 0.4份過硫酸銨，于溫度為50℃，轉(zhuǎn)速為1400r/min條件下，恒溫攪拌混合30min，出料，得混合乳液；按重量份數(shù)計，在混凝土攪拌機中依次加入180份去離子水， 6份木質(zhì)素磺酸鈉減水劑， 300份硅酸鹽水泥， 700份黃砂， 1200份石子， 80份備用活化膠粉， 60份上述所得混合乳液，于轉(zhuǎn)速為80r/min條件下，攪拌混合45min，即得抗凍型混凝土。

將本發(fā)明所得抗凍型混凝土鋪設(shè)于高寒地區(qū)路面，調(diào)整鋪設(shè)厚度為15cm，再經(jīng)人工修整使路面平均平整度為6mm，用塑料薄膜覆蓋養(yǎng)護3天，再自然養(yǎng)護29天，即得混凝土鋪設(shè)的路面。經(jīng)檢測，路面養(yǎng)護結(jié)束后抗壓強度可達78.6MPa，經(jīng)400次凍融試驗后，重量損失率為2.3%，相對動彈性模量為86%，較傳統(tǒng)混凝土路面，耐久性明顯提高。

實例3

首先依次稱取150g廢舊輪胎膠粉，25g次氯酸鈣，12g次氯酸鈉，加入盛有1.5L去離子水的燒瓶中，再將燒杯置于水浴磁力攪拌器上，于溫度為70℃，轉(zhuǎn)速為500r/min條件下，恒溫攪拌反應(yīng)18min，隨后在攪拌狀態(tài)下，通過滴液漏斗向燒瓶中滴加250mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22%雙氧水，控制在38min內(nèi)滴完，待滴加完畢，繼續(xù)恒溫攪拌反應(yīng)50min；待反應(yīng)結(jié)束，趁熱抽濾，除去濾液，用去離子水洗滌濾餅直至洗滌液呈中性，再將濾餅轉(zhuǎn)入真空干燥箱，于溫度為78℃條件下，干燥5h，得活化膠粉，備用；按重量份數(shù)計，在混料機中依次加入105份去離子水，70份苯乙烯，35份丁二烯，2份丙烯酸，7份茶皂素，0.3份十二烷基苯磺酸鈉，0.3份過硫酸銨，于溫度為48℃，轉(zhuǎn)速為1300r/min條件下，恒溫攪拌混合25min，出料，得混合乳液；按重量份數(shù)計，在混凝土攪拌機中依次加入170份去離子水，5份木質(zhì)素磺酸鈉減水劑，280份硅酸鹽水泥，650份黃砂，1000份石子，70份備用活化膠粉，50份上述所得混合乳液，于轉(zhuǎn)速為70r/min條件下，攪拌混合38min，即得抗凍型混凝土。

將本發(fā)明所得抗凍型混凝土鋪設(shè)于高寒地區(qū)路面，調(diào)整鋪設(shè)厚度為16cm，再經(jīng)人工修整使路面平均平整度為8mm，用塑料薄膜覆蓋養(yǎng)護4天，再自然養(yǎng)護30天，即得混凝土鋪設(shè)的路面。經(jīng)檢測，路面養(yǎng)護結(jié)束后抗壓強度可達80.2MPa，經(jīng)500次凍融試驗后，重量損失率為2.4%，相對動彈性模量為89%，較傳統(tǒng)混凝土路面，耐久性明顯提高。