新型抗冻防冻复合外加剂的研制及对水工混凝土性能的影响

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发布时间：2021-09-03

资料介绍

新型抗冻防冻复合外加剂的研制
及对水工混凝土性能的影响
李向东。张守杰，马耀辉，熊复慧
(黑龙江省水利科学研究院，黑龙江哈尔滨150080)
摘要：通过试验确定出了新型抗冻防冻复合外加剂XKF中的组成及最佳掺量，按照JC 475-2004(混凝土防冻剂》的规定的
方法对其进行检验，同时研究了外加剂XKF对水工混凝土抗冻防冻性能的影响。试验表明：外加剂XKF对新拌混凝土含气量的
影响不仅与引气组分的掺量有直接关系，还受到减水组分、防冻组分的影响I夕}加剂XKF的性能优于JC 475-2004规定的性能
指标，抗冻防冻水工混凝土经过一20℃的负温转正温的养护后，其抗冻等级达到F300，相对动弹模为89．5％，质量损失为4．2％。
关键词：新型抗冻防冻复合外加剂；水工混凝土；抗冻防冻性能
中图分类号： TU528．042．6 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2014)O1—0082—05
Study on the new type antifreeze compound admixture and the efect to hydraulic concrete performance
LIXiangdong，ZHANGShoujie，MA Yaohui，XIONGFuhui
(Heilongjiang Hydraulic Research Institute，Harbin 150080，China)
Abstract： Gave compositions of the new type antifreeze compound admixture XKF and the optimal content，through the experiments．
According to the regulation of JC 475- 2004 concrete antifreeze methods，XKF admixture was tested．And，the efect ofthe adm ixture
XKF to antifreeze performance of hydraulic concrete was studied．The results indicated that the air content of fresh concrete was not only
has the influence of air entering component of the admixture XKF but also water reducing components，an tifreeze component；
Adm ixtures XKF performance is superior to the performance indicators stipulated JC 475- 2004；Antifreeze hydraulic concrete reaches
the antifreeze level F300，relative dynamic modulus of 89．5％，the mass loss of 4．2％，through the curing of-20℃negative to positive
temperature．
Keywords： thenewtype antifreeze compoundadm ixture；hydraulic concrete；antifreezeperform ance
0 引言
在水利工程建设，尤其是大中型水利工程项目，一般工
期较长，工程量大，往往需要进行冬期施工。然而在北方寒冷
地区，冬季时间长，气温低，负温天气每年持续达5~6个月，
施工期短，对水利建设的发展形成了极大的制约。为了保
证工程具备度汛条件或者在汛前投入使用，实现工程项目
的早日投运和效益，进行冬期施工是必然选择。因此，探讨
水工混凝土冬期施工技术方法具有重大的现实意义。
的抗冻防冻的特点，为保障水工混凝土在负温养护条件下，
形成早期结构，需通过掺人外加剂的方法改善水工混凝土
的抗冻防冻性能，因此研制出具有抗冻防冻性能的复合外
加剂至关重要。
1 原材料和试验方法
1．1 原材料
(1)水泥：P·O42．5级亚泰天鹅水泥，性能指标见表1。
(2)细骨料：中砂，性能指标见表2。
在严酷的冬期施工环境下，要求水工混凝土具备良好 (3)粗骨料：5-25 mill连续粒级碎石，性能指标见表3。
表1 水泥物理力学性能指标
貅最
，
黼枰含颗粒筛余量
5 rnnl 2．5rain 1．25 rnin 0．63mm 0．315nlrI1 0．16Otoni
砂 5 2 540 O．35 1．5 1．3 9．4 10．6 30．5 35．6 12．6
收稿日期：2013-07-29
· 82 ·
表3 粗骨料试验检测结果
(4)外加剂：防冻组分、引气组分、减水组分。
1．2 试验方法
试验参照标准：SL 352-2006{水工混凝土试验规程》；
JC 475-2004{混凝土防冻剂》；GB 8076-2008{混凝土外
加剂》。
2 试验结果与讨论
2．1 外加剂XKP的研制
2．1．1 外加剂XKF组分的选择
本研究旨在配制出外加剂XKF，为了确保混凝土能够
在负温环境下水化硬化及负温转正温后混凝土强度等性
能进一步提高，该外加剂对水工混凝土性能要有以下几方
面的影响，首先防冻效果得到改善，其次保证负温条件下
凝结硬化的混凝土要经得住多次冻融循环的破坏。本试验
首先对几种外加剂组分进行复配，从中优选出合适的复配
组分，本研究主要选用3种复配组分，分别为减水组分、引
气组分、防冻组分。复配试验结果如表4。
如表4所示，两种减水组分的减水效果均在20％以
上，其中减水组分A．的减水率高达35％；引气组分B的引
气量为6．8％，引气效果极为明显；两种防冻组分在一20℃
的环境下一7+28 d强度比均在70％以上，尤其是防冻组分C
的一7+28 d强度比高达98％。当各组分复合使用时，引气效
果和减水效果均受到不同程度的影响，是因为减水组分的
存在使得用水量大大降低，致使引气组分得不到充分发挥。
在减水组分Al+引气组分B+防冻组分C 组合中，虽然引
气效果和减水效果均受到影响，但存在可调节空间，所以
复合防冻剂将选用以上3种组分，调节其掺量，寻找最佳
配合比。
表4 几种调试组分相容性试验结果
2．1．2 外加剂XKF组分掺量调试
单独调试减水组分A 与引气组分B的掺量，确定各组
分的掺量范围。试验采用单一变量法，在保证混凝土拌合物
坍落度在8-9 cm的条件下，测定其用水量与含气量，从而
得到在不同掺量的减水组分A 与引气组分B的混凝土拌
合物的减水率与含气量。由于防冻组分具有提高早期强度
的作用，继而早期放热过快，这对大体积的水工混凝土是
极为不利的，所以本试验将防冻组分的掺量控制在5％以下。
其试验结果如图1、2所示。
如图1所示，减水组分的掺量在0．2％时，减水效果并
不明显；掺量在0．2％～0．4％时，减水率快速增加；而掺量达
到0．4％以后，减水率超过25％，但是随着减水组分掺量的
增加，减水率增长的趋势并不明显，所以本试验对减水组
分的掺量选在0．4％附近进行调配。
如图2所示，引气组分的掺量在0．005％时，混凝土拌
合物的含气量达到4％以上；掺量在O．005％以上，含气量
呈稳定缓慢递增趋势，掺量在0．040％时，含气量高达7％，
本试验对引气组分的掺量选在0．010％附近进行后续调试。
2．1-3 外加剂XKF组分掺量的正交试验
考虑到三种组分之间的相容性问题，本试验采用正交
试验的方法确定外加剂XKF组分的掺量。本正交试验是
32
28
24
琶20
霎
12
8
4
0 0．1 0．2 0．3 0．4 0．5 0．6
减水组分的掺量，％
图1 减水组分掺量与减水率的关系
引气组分的掺量／％
图2 引气组分的掺量与拌合混凝土含气量的关系
在保证减水率与含气量在规范规定值以上的条件下，从各
个龄期的强度比的角度出发来择优选择各组分的掺量的