本发明涉及建筑领域，尤其涉及一种抗冻混凝土及其制备方法。
背景技术：
混凝土，简称为“砼”，是指由胶凝材料将骨料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作骨料与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合，经搅拌而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，广泛应用于地下工程、桥梁、水池、水塔、涵洞、隧道、码头、堤坝、水电站等工程的混凝土，不仅要有较高的强度、韧性和稳定性要求，而且同时必须具有一定的自身防水性能，在北方地区，还需要具备耐寒抗冻性能。尤其是高寒地区，温差变化大，混凝土经过多次反复冻结、融化过程后容易出现裂纹、变酥、渗水现象，其强度、韧性和稳定性等指标受到严重影响。现有的常规的水泥、砂子、石子加水混合成的混凝土不能满足要求。
技术实现要素：
针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种抗冻混凝土，其解决了现有技术中混凝土经过多次反复冻结、融化过程后容易出现裂纹、变酥、渗水现象，其强度、韧性和稳定性等指标受到严重影响的技术问题。
本发明通过以下技术方案解决上述技术问题，一种抗冻混凝土，由硅酸盐水泥、活性粉末、交联剂、防冻剂、引气剂、减水剂、膨胀剂和纤维素醚制备而成。
优选的，每100重量份的抗冻混凝土按重量份计的以下原料组成：
通过采用上述技术方案，制备得到的混凝土可降低混凝土的结冰点，有效阻止冰晶长大，进而减少在寒冷地区混凝土由于温度过低，由于混凝土内部冰晶体积膨胀产生的裂缝；可有效解决由于温差变化导致混凝土反复融冻造成的裂纹、变酥、渗水现象，提高混凝土的强度、韧性和抗裂性能，适合于高寒地区。
优选的，活性粉末为粉煤灰和硅粉按照1:1的质量比例配制而成。
通过采用上述技术方案，活性粉末能降低混凝土对水分吸收从而降低混凝土材料的含水量，增强抗冻性能，活性粉末粒径较小，可以降低混凝土材料的孔隙率，从而减小水分的破坏作用，进一步提高抗冻性能，粉煤灰和硅粉中含有许多细小的微珠，起到润滑作用，提高混凝土的流动性，增加混凝土的强度。
优选的，交联剂为n,n’—亚甲基双丙烯酰胺溶液。
通过采用上述技术方案，交联剂在混凝土中受冷时体积收缩而形成的薄膜网状结构，增强混凝土的密实度，提高混凝土的抗开裂性能，实现混凝土抗冻性能与防裂性能的改善。
优选的，防冻剂为亚硝酸钠、亚硝酸盐、氯化钙、乙二醇、尿素的一种或几种的混合物。
通过采用上述技术方案，防冻剂能降低混凝土的冰点，提高混凝土在寒冷环境下抗冻融循环破坏的能力。
优选的，引气剂为三萜皂甙。
通过采用上述技术方案，引气剂的加入可以在混凝土的结构内部引入大量的细小封闭气泡，形成一定的伸缩空间，使得混凝土材料早昼夜温差大的情况下有一定的缓冲的空间，从而提高混凝土材料的抗冻性。
优选的，减水剂为萘系减水剂。
通过采用上述技术方案，减水剂能减少混凝土中水分，萘系减水剂对低碱水泥的塑化效果较好，混凝土的坍落度损失较小。
优选的，膨胀剂为氧化钙膨胀剂、明矾膨胀剂和铁屑膨胀剂的一种。
通过采用上述技术方案，膨胀剂能补偿混凝土硬化过程中的收缩形变，防止开裂。
优选的，纤维素醚为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、乙基纤维素中的一种。
通过采用上述技术方案，纤维素醚能提高混凝土的黏结性，提高混凝土的施工性。
本发明还公开了的抗冻混凝土的制备方法：
s1，将相应份数的硅酸盐水泥和活性粉末放入研磨机中研磨，得到研磨产物；
s2，将研磨产物加入到搅拌机中，并加入相应份数的交联剂、防冻剂、引气剂、减水剂、膨胀剂和纤维素醚，混合均匀，形成搅拌产物；
s3，在搅拌产物中加入水，投入搅拌釜中，在转速为1200-1400r/min的条件下搅拌30-40min，搅拌后静置2～3h，即得抗冻混凝土。
相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：由粉煤灰，硅粉两者组成的活性粉末掺料可以取代部分水泥的使用，减少水泥的使用量，大量的活性成分可以降低对水分吸收从而降低混凝土材料的含水量，增强抗冻性能；抗冻剂可降低混凝土的结冰点，有效阻止混凝土中的冰晶长大，进而减少在寒冷地区混凝土由于温度过低，混凝土内部冰晶体积膨胀产生的裂缝，可有效解决由于温差变化导致混凝土反复融冻造成的裂纹、变酥、渗水现象，提高混凝土的强度、韧性和稳定性；引气剂的加入可以在混凝土的结构内部引入大量的细小封闭气泡，形成一定的伸缩空间，使得混凝土材料早昼夜温差大的情况下有一定的缓冲的空间，从而提高混凝土材料的抗冻性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明中的技术方案进一步说明。
实施例1，一种抗冻混凝土,由硅酸盐水泥、活性粉末、交联剂、防冻剂、引气剂、减水剂、膨胀剂和纤维素醚制备而成，其中抗冻混凝土的原材料按重量份计每100重量份的原料中各组分的重量如表一所示。
实施例2，一种抗冻混凝土，与实施例1不同之处在于原料中各组分及重量如表一所示。
实施例3，一种抗冻混凝土，与实施例1不同之处在于原料中各组分及重量如表一所示。
实施例4，一种抗冻混凝土，与实施例1不同之处在于原料中各组分及重量如表一所示。
实施例5，一种抗冻混凝土，与实施例1不同之处在于原料中各组分及重量如表一所示。
对比例1，一种抗冻混凝土，与实施例1不同之处在于原料中各组分及重量如表一所示。
对比例2，一种抗冻混凝土，与实施例1不同之处在于原料中各组分及重量如表一所示。
表一各实施例每100重量份的抗冻混凝土中的组分和配比
以上各实施例和对比例制备的抗冻混凝土的性能由以下方法测试，
坍落度：按照gb/t50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》测试混凝土拌合物30min时的坍落度。
抗水渗透性能：按照gb/t50082《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中的逐级加压法测试标准试块的抗渗性能。
抗压强度：按照gb/t50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》制作标准试块，并测量标准试块养护28天、60天的抗压强度。
表观性能：利用扫描电子显微镜对混凝土标准试块进行微观检测，观测其表面裂纹。
冻融性能测试：按照gb/t50082《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中的快冻法测试各实施例中制备得到的混凝土标准试块的抗冻等级。
以上各实施例制得的抗冻混凝土的性能测试结果如表二所示。
表二以上各实施例和对比例制得的抗冻混凝土的性能测试结果
由以上测试结果可知，活性粉末能降低混凝土对水分吸收从而降低混凝土材料的含水量，增强抗冻性能，活性粉末粒径较小，可以降低混凝土材料的孔隙率，从而减小水分的破坏作用，提高混凝土的抗冻性能，粉煤灰和硅粉中含有许多细小的微珠，起到润滑作用，提高混凝土的流动性，增加混凝土的强度；防冻剂能降低混凝土的冰点，提高混凝土在寒冷环境下抗冻融循环破坏的能力；引气剂的加入可以在混凝土的结构内部引入大量的细小封闭气泡，形成一定的伸缩空间，使得混凝土材料早昼夜温差大的情况下有一定的缓冲的空间，从而提高混凝土材料的抗冻性；减水剂能减少混凝土中水分，萘系减水剂对低碱水泥的塑化效果较好，混凝土的坍落度损失较小；膨胀剂能补偿混凝土硬化过程中的收缩形变，防止开裂；纤维素醚能提高混凝土的黏结性，提高混凝土的施工性。
本发明由粉煤灰，硅粉两者组成的活性粉末掺料可以取代部分水泥的使用，减少水泥的使用量，大量的活性成分可以降低对水分吸收从而降低混凝土材料的含水量，增强抗冻性能；抗冻剂可降低混凝土的结冰点，有效阻止混凝土中的冰晶长大，进而减少在寒冷地区混凝土由于温度过低，混凝土内部冰晶体积膨胀产生的裂缝，可有效解决由于温差变化导致混凝土反复融冻造成的裂纹、变酥、渗水现象，提高混凝土的强度、韧性和稳定性；引气剂的加入可以在混凝土的结构内部引入大量的细小封闭气泡，形成一定的伸缩空间，使得混凝土材料早昼夜温差大的情况下有一定的缓冲的空间，从而提高混凝土材料的抗冻性。
实施例6，一种抗冻混凝土的制备方法：
s1，将相应份数的硅酸盐水泥和活性粉末放入研磨机中研磨，得到研磨产物；
s2，将研磨产物加入到搅拌机中，并加入相应份数的交联剂、防冻剂、引气剂、减水剂、膨胀剂和纤维素醚，混合均匀，形成搅拌产物；
s3，在搅拌产物中加入水，投入搅拌釜中，在转速为1200-1400r/min的条件下搅拌30-40min，搅拌后静置2～3h，即得抗冻混凝土。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。