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防冻剂如何进行配方设计?

作者:马清浩来源:水泥混凝土外加剂550问 浏览次数: 日期:2012-07-25

一、组成

防冻剂绝大多数是复合外加剂,由防冻组分、早强组分、减水组分、引气组分、载体等材料组成。

(一)防冻组分

防冻组分如氯化钙、氯化钠、亚硝酸钠、硝酸钠、硝酸钙、硝酸钾、硫代硫酸钠、尿素、醇类等,其作用是降低水的冰点,使水泥在负温下仍能有一定游离水存在,继续水化。

(二)早强组分

早强组分如氯化钙、氯化钠、硫代硫酸钠、梳酸钠、三乙醇胺等,其作用是提高混凝土的早期强度,减少可冻水数量,使混凝土在较短时间内达到抗冻临界强度。抵抗水结冰点的作用。另外,早强组分可以将混凝土内的一部分游离水变为结合水。

(三)减水组分

减水组分如木质素磺酸钙、煤焦油系减水剂。其作用是:①减少拌合用水量,细化毛细管(管径越小,冰点越低),提高毛细管中防冻剂浓度,降低冰点;②减少混凝土中冰的含量,并使冰晶粒度细小且均匀分散,减轻对混凝土的破坏应力;③改善新拌混凝土的和易性,提高硬化混凝土的强度及耐久性。

(四)引气组分

引气组分如皂甙引气剂、松香热聚物、木质素磺酸钙等,其作用是在混凝土中引入适量封闭的微气泡以减轻冰胀应力。试验表明,应用引气减水剂的冰胀应力仅为单掺无机盐防冻剂的十分之一。引气组分的抗冻融性和抗盐冻能力非常强。国外的很多冬期施工外加剂都有引气组分,含气量以3%~5%为宜。

(五)载体

载体如粉煤灰、磨细矿渣、砖粉等,其作用一是使一些液状或微量的组分掺入,并使各组分均匀分散;二是避免受潮结块;三是便于干粉掺加使用。

这些组分的合理匹配,互相促进,进一步提高了防冻能力。两种以上的防冻组分组成的防冻剂能降低防冻剂的总掺量。

二、基本配方实例

防冻剂应考虑下列几点: (1) 有降低冰点效果; (2) 混凝土在负温下强度增长要快一些;(3)对混凝土的长期性能、耐久性无负面效应;(4)对人体及环境无害;(5)价格较便宜。

(一)氯盐类防冻剂

用氯盐(氯化钙、氯化钠)或以氯盐为主与其他早强剂、引气剂、减水剂复合的外加剂,只可用于素混凝土。

配方Ⅰ:47%NaCl+47%NaSO+6%木钙。

(二)氯盐阻锈类防冻剂

由氯盐与阻锈剂(亚硝酸钠)为主复合的外加剂,或氯盐、阻锈剂、早强剂、引气剂、减水剂复合的外加剂,在钢筋混凝土中限制使用。

配方Ⅰ:40%NaCl+NaNO+5%木钙。

(三)无氯盐类防冻剂

以亚硝酸盐、硝酸盐、碳酸盐、乙酸钠或尿素为主,与无氯早强剂、引气剂、减水剂等复合的外加剂。

配方Ⅰ:30%NaSO+50%NaNO+19.4%萘系减水剂+0.6%SJ引气剂。

配方Ⅱ:81%Ca(NO+18%萘系减水剂+1%SJ引气剂。

(四)有机类防冻剂

由钠盐早强剂、有机高分子材料及引气减水剂组成,各组分的含量范围(质量百分比) 分别为:

配方Ⅰ:30%~68%,28%~69%,0.5%~2.0%。与现有防冻剂相比,它在混凝土中的掺量小,水溶性好,盐含量低,混凝土早期强度高;不仅适用于混凝土冬期施工,而且适用于泵送混凝土和预拌混凝土施工,适用范围广,使用效率高。

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