無(wú)氯低堿復(fù)合防凍劑的研制

韓 越 張新東 牛新平 王 成

(塔里木大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院，新疆，阿拉爾，843300)

在我國(guó)三北地區(qū)，冬季時(shí)間長(zhǎng)，有時(shí)為了工期等原因，混凝土冬期施工必不可少，為保證寒冷條件下冬期混凝土質(zhì)量，常使用防凍劑。

1 QSFD-1復(fù)合防凍劑組分

通過(guò)對(duì)冬期混凝土發(fā)生凍害的分析[1]，QSFD-1復(fù)合防凍劑組分包括減水組分、防凍組分、早強(qiáng)組分、引氣組分、緩凝組分。

1.1 減水組分

減水組分的作用在于減少混凝土拌合用水，降低水凍結(jié)時(shí)產(chǎn)生的凍脹應(yīng)力；同時(shí)，降低水灰比也有利于提高混凝土強(qiáng)度。常用的減水組分有木質(zhì)素磺酸鹽及萘系、氨基磺酸鹽等高效減水劑[2]。

1.2 防凍組分

防凍組分的作用在于降低混凝土中水的冰點(diǎn)或加速混凝土的凝結(jié)。常用的防凍組分有鈉鹽、鉀鹽、尿素、甲醇等。

1.3 早強(qiáng)組分

早強(qiáng)組分的作用在于提高混凝土早期強(qiáng)度，使其盡快達(dá)到抗凍臨界強(qiáng)度。常用的早強(qiáng)組分為氯鹽、硫酸鹽、亞硝酸鹽、三乙醇胺等。

1.4 引氣組分

引氣組分的作用在于往混凝土內(nèi)部引入一定量的氣泡，抑制或削弱混凝土泌水，并為冰凍及滲透壓力提供一定的緩沖空間。常用松香熱聚物、烷基苯磺酸鹽等。

1.5 緩凝組分

緩凝組分的作用在于延緩混凝土的水化反應(yīng)，延緩混凝土凝結(jié)時(shí)間，使混凝土較長(zhǎng)時(shí)間保持塑性。常用葡萄糖酸鈉、磷酸鹽等。

2 試驗(yàn)材料及方法

2.1 試驗(yàn)材料

水泥，青松水泥P.O42.5；碎石5～10 mm占40%；10～25 mm占60%；中砂細(xì)度模數(shù)2. 70；拌合用水采用自來(lái)水；防凍劑組分(萘系高效減水劑A，無(wú)機(jī)鹽B+C，松香熱聚物D、葡萄糖酸鈉E)

2.2 試驗(yàn)方法

混凝土凝結(jié)時(shí)間及坍落度試驗(yàn)；混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)。

2.3 試驗(yàn)指標(biāo)

在保證混凝土凝結(jié)時(shí)間及坍落度符合施工要求的前提下，測(cè)試混凝土標(biāo)養(yǎng)7 d、28 d抗壓強(qiáng)度(R7、R28)、負(fù)溫養(yǎng)護(hù)7 d、負(fù)溫養(yǎng)護(hù)7 d后轉(zhuǎn)標(biāo)養(yǎng)28 d的抗壓強(qiáng)度(R-7、R-7+28)作為試驗(yàn)指標(biāo)[3]。

2.4 混凝土配合比

基準(zhǔn)混凝土配合比水泥：砂：石：水=1:2. 38:3. 88:0. 54，摻防凍劑配合比水泥：砂：石：水:防凍劑=1:2. 38:3. 88:0. 37:0. 025。

3 正交試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

3.1 試驗(yàn)因素及水平

選定防凍劑中各組分含量為試驗(yàn)因素，安排五因素四水平的正交試驗(yàn)，試驗(yàn)因素及水平見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)因素與水平

3.2 正交試驗(yàn)方案與試驗(yàn)結(jié)果

選用L16(45)正交表進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)方案與試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 試驗(yàn)方案與試驗(yàn)結(jié)果

續(xù)表2 試驗(yàn)方案與試驗(yàn)結(jié)果

3.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，各組合坍落度合適，凝結(jié)時(shí)間適宜；各齡期強(qiáng)度分析見(jiàn)表3。

表3 抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果分析

續(xù)表3 抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果分析

T為因素試驗(yàn)結(jié)果之和；

t為因素試驗(yàn)結(jié)果之和的均值；

R為t值中的最大值與最小值之差。

T值最大的為最優(yōu)水平，主次因素按極差大小排列。

從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，影響R7的較優(yōu)水平是A4B4C1D4E2，影響R28的較優(yōu)水平為A4B4C1D2E2，影響R-7的較優(yōu)水平為A4B4C1D3E2，影響R-7+28的較優(yōu)水平為A4B2C1D2E4。

選取最優(yōu)組合為A4B4C1D2E2。

圖1 R7影響因素分析

圖4 R-7+28影響因素分析

圖3 R-7影響因素分析

4 結(jié)語(yǔ)

4.1 本得合防凍劑無(wú)氯、低堿，主要組分有減水組分、防凍組分、早強(qiáng)組分、引氣組分、緩凝組分。

4.2 通過(guò)正交試驗(yàn)，確定了QSFD-1復(fù)合防凍劑組分的最優(yōu)組合。

4.3 采用此配方的防凍劑拌合的混凝土坍落度合適，凝結(jié)時(shí)間適宜，便于混凝土施工。

4.4 實(shí)驗(yàn)表明，QSFD-1復(fù)合防凍劑具有一定的減水性和早強(qiáng)性，具有較好的防凍能力，適宜于在負(fù)溫下混凝土施工。

[1] 郎需嶺.談混凝土防凍劑的原理及使用[J].山西建筑,2004(4):61-62.

[2] 馬保國(guó).一種多功能復(fù)合型防凍劑FD—1的研制[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào),2002(11):1-4.

[3] 金峰.現(xiàn)代混凝土外加劑研發(fā)與應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)大全[M].北京:銀聲音像出版社,2004.