防冻剂原理及应用_朱建立

文章编号:1009-6825(2002)06-0069-02

防冻剂原理及应用

收稿日期:2002-04-24作者简介:朱建立(1968-),男,1990年毕业于重庆建工学院建筑材料与制品专业,工程师,铁十五局中心试验室,河南洛阳 471013

朱建立

摘 要:综述了混凝土冬期施工理论,分析了混凝土早期冻害的产生原因,对防冻剂的认识由防止混凝土拌合物中的水

结冰提高到允许有一定量的冰存在,分析了现代防冻剂的组成成分与作用原理。提出了防冻剂掺量应以用水量为基准,

根据环境负温调整防冻剂的掺量和对应高效减水剂的掺量。

关键词:防冻剂,掺量,泵送混凝土,冬期施工

中图分类号:TU5281042文献标识码:A

引言掺防冻剂混凝土作为冬期施工中既经济又简便的施工方法,

在我国北方地区得到了广泛的应用。但混凝土防冻剂是一种综

合性很强的外加剂,如果对它的组成与作用原理认识不清,就可

能在选用防冻剂类型时与混凝土的用途不相适应,或为了安全考

虑而人为地增加防冻剂的掺量,致使某些有害盐类大量滞留于混

凝土中,影响混凝土的物理性能和耐久性能,给工程或构筑物留

下隐患。1 混凝土冬施理论综述

111 混凝土的早期冻害

新浇筑的混凝土在未达到一定的硬化程度之前,混凝土中的

自由水冻结,伴有9%的体积增加,可造成很高的内应力,使混凝

土水泥石中的孔隙尤其是特大毛细孔大量增加,混凝土强度及耐

久性也降低。另外,混凝土结构中较低的温度区域具有较低的分

压,水分向低温区迁移,导致水分重新分布和冰夹层的形成,致使

混凝土骨料与水泥石界面粘结力下降。由于负温低温下水泥水

化缓慢,以及水分外转移引起混凝土表面干燥开裂。112 防止混凝土冻害的理论成果随着研究的深入,对防冻剂在混凝土中的作用机理也逐渐明朗,先后提出了冰晶畸变理论、液灰比平衡理论、成熟度理论等。11211 根据乌拉尔定律,混凝土拌合物中液相冰点的降低程度与防冻剂的摩尔浓度有关,即和防冻剂的品种、掺量有关。降低冰点,保证在一定负温下混凝土中水泥水化所需的液态水,这是

冬期混凝土施工使用防冻剂的基础。

11212 冰晶畸变理论[1]。纯水在0e 时结冰,由于氢键的作

用,水分子聚合成巨大的分子集合体,冻胀力很强。掺入了防冻

剂的水溶液,在温度低于其冰点时开始有冰析出,由于防冻剂分

子对水分子间氢键的干扰作用,析出的冰晶细小且呈絮状结构,在宏观上表现非常松软,冻胀应力大大下降。例如NaNO 2、

Na 2SO 4、Ca(NO 3)2等降低冻胀力的能力都很强。11213 液灰比平衡理论[2]。掺防冻剂的混凝土拌合物,在温度下降到混凝土中液相的冰点时开始析冰。在一定负温下,液相由于析冰而浓度增大,冰点降低,在新的负温下达到新的动态平衡,即冰液共存状态,在混凝土中仍有液态水存在,保证水泥能够继续水化;防冻剂在混凝土中的量不变,在一定温度下液相的浓度也不变,水泥水化所消耗的水由冰的融化来补充,即液灰比平衡。11214 成熟度理论[3]。水泥的水化过程是复杂的化学变化和物理化学变化过程,受温度的影响非常显著。一定配合比的混凝土,其强度是养护温度和养护时间的函数。养护温度低时,水泥水化速度慢,混凝土强度低。例如在20e 时成熟度系数为1,在-10e 时成熟度系数只有0.12。2 防冻剂中减水组份的作用混凝土中的水泥水化实效水灰比只有0.25左右,该数值的大小与水泥矿物组成及含量有关,因为水泥中不同矿物完全水化所需水量不同。对于富混凝土,由于水泥不能完全水化,则实际

需水量会更低,多余的拌和用水主要用来满足混凝土的工作性,

这些水分在硬化混凝土中形成毛细孔隙,使混凝土强度及耐久性

降低。防冻剂中的减水组分尤其是高效减水剂,大幅度地减少了

拌和用水量,一方面可减少防冻剂掺量,降低其副作用;另一方

面,由于高效减水剂对水泥颗粒的分散作用,使得水泥水化形成

的凝胶体分布均匀,结构致密,同时也改善了冰晶存在的状态,进

一步减弱了冻胀应力。3 防冻剂的选择与应用实例洛阳涧河桥主桥分三跨,每跨72m,采用C40钢管混凝土彩虹拱与C50预应力混凝土系梁组合承重结构,C50预应力混凝土系梁及中横梁为冬期施工,其间最低气温-10e 。选用FDN -D15Simple analysis on the management of detection technology of engineering material test

JI Jun -xiu ,LI Jian -gang

(Shanxi Pro f essional College o f Transp ortation ,Taiyuan 030031,China )

Abstract :In this paper analysis on the management of detection technology in engineering material test i s carried out.From three aspects such as man -agement in detection technology,normalization management and strict management discussions are processed.The detection technology of engineering material test is main constituents in the technological management of building construction.Author thinks that the beast conclusion of test detection for engineeri ng materials only can be acquired on the mastering the performances of every building material.

Key words :engineering material,test detection,technological management,normalization

#69# 第28卷第6期2002年6月 山西建筑SHANXI ARCHITECTUR E Vol.28No.6Jun. 2002