防凍劑是能使混凝土在負溫度下強硬,并在劃定時間內到達足夠防凍強度的外加劑。我國劃定當氣溫連續5天低于 5℃即進入冬季施工階段。我國恢宏的朔方區域冬季氣溫都對照嚴寒,每一年冬季長達4~6個月。北京屬于華北區域,一般環境下每一年11月15日開始進入冬季施 工,約到次年的3月15日冬季施工結束,冬季施工時間約4個月。混凝土防凍劑是當前朔方區域冬季施工必需接納的外加劑,也是混凝土外加劑的主要種類之一。
我國防凍劑的發展從成分上大要歷史了含氯鹽型、氯鹽阻銹型、無氯高堿型和無氯低堿型幾個階段,此中含氯鹽的防凍劑不容許用 于鋼筋混凝土和預應力混凝土布局中,當今大無數用作砂漿防凍劑。從防凍劑在混凝土中的摻量來看,防凍劑也歷史了高摻量(10%~15%)向低摻量(3 %~5%)的發展歷程。因為預拌混凝土的大批應用,防凍劑的形態也從粉劑漸漸發展到液體產品為主。往后幾年,北京區域將推廣運用無氯、低堿、低摻量、高效 能、液體型防凍劑,鼓勵研制開發有機物組分的液體型防凍劑和有機物組分——無機物組分復合的液體型防凍劑,踴躍開發引氣型防凍劑。當前,我國在研制開發新 型防凍劑的原質料方面尚沒有重大突破,尚未能出現性價比高、品格崇高的新型防凍劑產品。
當今北京區域的外加劑企業制造的防凍劑一 般含有減水組分、早強組分、防凍組分和引氣組分等,這也符合國際崇高行的防凍劑發展趨向,其道理是通過削減混凝土的用水量、盡早地進步早期強度和防備負溫 度下混凝土被凍害以獲得混凝土的防凍性能。無論是通過降低混凝土中毛細孔中水的冰點,或是改變結冰的結晶描寫,負溫下水泥的水化速度都短長常慢的。更為重 要的是混凝土在進入負溫環境時應該具備盡可能高的強度以進步本身的抗凍害才氣。
各個國度都劃定了混凝土受凍臨界強度,我國和美國劃定混凝土的臨界受凍強度 為3.5MPa,即意味著混凝土強度到達3.5MPa后便不輕易受到凍害。當今可選定的既不含堿、又不含氯鹽和氨的防凍和早強組分一般為硝酸鈣和亞硝酸 鈣,有機物中甲酸鈣也有很好的早強結果,但制造工廠較少,當前很少應用。硝酸鈣和亞硝酸鈣存在的疑問是配制液體防凍劑有積淀,新拌混凝土的坍落度損失快, 早強和防凍結果也不如響應的鈉鹽,所以當前許多工廠都接納鈉鹽和鈣鹽復合應用的錯失。
日本混凝土外加劑協會統計,環境趨向上的無氯低 堿防凍劑產品的主要成分為硝酸鹽、亞硝酸鹽和少許分外表面活性劑,其堿含量一般小于0.2%,氯離子含量小于0.1%,都是液體產品,密度在 1.30~1.45之間,保舉應用量為3~5升/100千克水泥,約相配于水泥重量的4%~7%.此中NMB公司的防凍劑應用聚乙二醇酯和無機硝酸鹽作為 防凍組分。我國也有些企業接納過乙二醇作為防凍組分,乃至接納甲醇作為防凍成分,其結果若何未見報道。但甲醇是有毒物質,用于混凝土中對環境的風險肯定比 尿素要大得多。
到當前為止對防凍劑的研究都密集在早強組分和防凍組分的選定上,而減水成分對防凍性能的影響沒有關聯研究報道。北 京科峰建材廠在防凍劑用減水組分方面進行了大批的試驗研究,通過N-磺酸對三聚氰胺進行磺化,在減水劑分子中引入-NH2基團,在得當的酸度下聚合而制得 改性三聚氰胺高效減水劑,器性能指標如表1所示。這種高效減水劑減水率高、早期強度高、-10℃內抗凍性能好、不含氯鹽、堿含量低、無結晶積淀現象,摻加 少量防凍組分就能滿足防凍劑(-10℃)的質量要求,在配制液體低堿混凝土防凍劑方面開發了一條新思緒,值得模仿和進一步深刻研究。
為了探究差別減水組分對混凝土防凍性能的影響,我們設計了接納一般萘系高效減水劑(UNF-5)、氨基磺酸鹽高效減水劑(QJ-5)和改性三聚氰胺高效 減水劑(QJ-5A)作為減水組分派制防凍劑的性能的試驗。試驗接納冀東42.5一般硅酸鹽水泥,參照JC472-92(96)《混凝土防凍劑》和 DBJ01-2002《混凝土外加劑及運用技術規程》(泵送防凍劑)進行。試驗時混凝土入模成型3小時后移入-10℃~-12℃的冰柜中,負溫保養7天后 取出。
試驗后果可見,因為QJ-5A本身分外的分子布局中含有較多的氨基基團,同時含有羧基和磺酸基等親水性官能團,固然含宇量 較低,負溫下在未摻加防凍組分時仍能包管混凝土強度繼續增長,R-7到達基準混凝土強度的21.5%,滿足尺度要求。而摻氨基磺酸鹽類高效減水劑和萘系高 效減水劑的混凝土在負溫度下強度增長遲鈍,達不到尺度要求。改性三聚氰胺高效減水劑QJ-5A在復配引氣劑后,其抗凍性能有所進步,其R-7+28強度超 過基準混凝土標養28天強度,進一步復配引氣劑和少量防凍成分后,混凝土R-7強度明顯進步,但R-7+28強度增加不太明顯。改性三聚氰胺系高效減水劑 在平常溫度下,其強度和減水率與萘系和氨基磺酸系高效減水劑差異不大,但在負溫下強度發展明顯差別。別的,無論是復配或是獨自應用,改性三聚氰胺系高效減 水劑都具備良好的坍落度保持性能。
考慮到液體防凍劑的運輸和儲存,要求液體外加劑產品具備較好的低溫穩定性能。對于差別高效減水劑在負溫度下的穩定性進行了試驗,后果如表2.改性三聚氰胺系高效減水劑在-10℃下儲存不發生結晶現象,表面也沒有明顯變更。
改性三聚氰胺高效減水劑含有大批的氨基和其余親水基團,具備很好的減水疏散結果,新拌混凝土的坍落度損失小。改性三聚氰胺高效減水劑本身在負溫度條件下 穩定性好,不發生積淀和結晶,摻加改性三聚氰胺系高效減水劑QJ-5A的混凝土在負溫度下強度發展快,復合適量的防凍組分可配制出滿足尺度要求的液體防凍 劑,為無氯、低堿液體防凍劑的配置提供了新思緒。