阻銹型混凝土液體防凍劑的研發(fā)

　　近年來，在混凝土冬季施工中，普遍采用摻防凍劑的負(fù)溫混凝土方法代替了傳統(tǒng)的電熱法或蓄熱法，此技術(shù)施工方便，既能保證工程質(zhì)量，又有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

　　傳統(tǒng)配方一般存在以下問題：1）防凍劑中的氯鹽離子引起鋼筋銹蝕，繼而影響混凝土的耐久性；2）多為粉劑，計(jì)量準(zhǔn)確度差，應(yīng)用中易造成環(huán)境污染；3）組分中無機(jī)鹽類多含有Na+，這些無機(jī)鹽易產(chǎn)生堿骨料反應(yīng)；4）摻量高；在-10℃~-15℃條件下，分兩級摻入，摻量為2％～l0％（按水泥量計(jì)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；5）有的品種內(nèi)含有氨類，對室內(nèi)環(huán)境造成污染。

　　于是，低溫早強(qiáng)、無氯、低堿、低摻量、對人體和環(huán)境無潛在危害；且滿足混凝土施工性能和混凝土耐久性成為人們對混凝土防凍劑更高的追求目標(biāo)。

　　配方組分選擇

　　我們的研究是以粉劑防凍劑為基礎(chǔ)，選擇了早強(qiáng)劑+減水劑+引氣劑的配方模式，以保證混凝土在冬季施工的時(shí)候，既能在低溫下硬化，又能使混凝土在受凍前具有一定免遭凍害的強(qiáng)度。傳統(tǒng)配方的粉劑中含有大量的無機(jī)鹽，溶解度低，不易形成穩(wěn)定的液相。尤其在低溫條件下，大量析晶，無法液體化。因此，要實(shí)現(xiàn)防凍劑的液體化，首先要考慮其含固量的大小，復(fù)合后是否會(huì)有不溶物產(chǎn)生，是否會(huì)有分層、沉淀、結(jié)晶及產(chǎn)品黏度等問題。我們研究的產(chǎn)品以有機(jī)類代替部分無機(jī)鹽類，采用有機(jī)組分為主、無機(jī)組分為輔進(jìn)行多種組分復(fù)合，以達(dá)到無鈉、低摻量和環(huán)保的目的。

　　選擇A、B為早強(qiáng)組分，C、D為減水組分，E為自配引氣組分，摻量均為水泥質(zhì)量的3％，水泥采用山西水泥廠生產(chǎn)的P·O42．5水泥。試塊成型后，同一編號試塊正溫養(yǎng)護(hù)2組，其余靜停4h后放入-10℃冰箱，凍7d后拆模放入標(biāo)養(yǎng)室養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期試驗(yàn)。結(jié)果見表1。

　　單摻一種早強(qiáng)組分，早強(qiáng)作用不明顯，通過復(fù)摻可以很好地解決早強(qiáng)問題。此外，加入自配的引氣組分，可使引入的氣泡大小均勻、形狀規(guī)則，引氣組分還可以形成很多封閉型微氣孔，以緩解凍脹應(yīng)力的破壞，提高混凝土的早期防凍害性能，并改善混凝土的工作性能。由表1可知，a-3的配比效果最佳，其配比組成為A+B+C+D+E，防凍組分及減水組分均采用復(fù)合摻入，達(dá)到了1+1≥2的效果。

　　結(jié)果與討論

　?。?）-10℃條件下?lián)搅康倪x擇

　　為確定產(chǎn)品在-10℃條件下的最佳摻量，選擇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0、2%、2.5%、3%、3.5%5種摻量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表2。

　　可以看出，-10℃條件下?lián)搅繛?.5%~3.5%時(shí)效果較好，故選擇最佳摻量為3%。
　?。?）防凍劑對不同水泥的適應(yīng)性

　　選擇東山、廣廈、晉源和獅頭4個(gè)品種的水泥，各摻入3％防凍劑進(jìn)行適應(yīng)性實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表3。
　　可以看出，加入相同摻量的防凍劑后，不同水泥的混凝土（-7+56）d的抗壓強(qiáng)度均達(dá)到并超過28d混凝土強(qiáng)度，說明該防凍劑對水泥有良好的適應(yīng)性。

　?。?）自然負(fù)溫條件下混凝土的強(qiáng)度由表4可以看出，摻防凍劑的混凝土在自然負(fù)溫養(yǎng)護(hù)條件下，（-28～+56)d強(qiáng)度達(dá)到了28d標(biāo)養(yǎng)強(qiáng)度，混凝土最終強(qiáng)度不受影響。

　　產(chǎn)品檢驗(yàn)

　　為考察摻加防凍劑后混凝土的含氣量、氨釋放量及對鋼筋銹蝕的影響，我們將產(chǎn)品送到山西省建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站檢驗(yàn)，得到表5的檢驗(yàn)結(jié)果。

　　工程應(yīng)用

　　2002年年底～2003年年初，我們將該防凍劑用于太鋼不銹鋼園區(qū)綜合樓地基、二冷軋熱線柱基和新建攪拌站地面等工程中，滿足了施工要求，取得了較好的效果。具體應(yīng)用情況見表6。

　　我們在研究時(shí)選擇了早強(qiáng)劑+減水劑+引氣劑的配方模式，配成阻銹型液體防凍劑，該防凍劑有以下特點(diǎn)：①摻量低，摻量僅為0．7％~1.0％(以含固量計(jì)，質(zhì)量分?jǐn)?shù))；②低鈉、無氯，不會(huì)造成鋼筋銹蝕和堿骨料反應(yīng)；③勻質(zhì)性好，低溫不析晶，無沉淀；④不含氨類，對環(huán)境無污染；⑤便于計(jì)量，易實(shí)現(xiàn)商品化。 　
原作者： 魏善宇