掺聚羧酸专用防冻剂混凝土-15℃在诺富特酒店工程中的应用.pdf

2 0 1 3 年 第 6期 (总 第 2 8 4 期 ) Nu mb e r 6 i n 2 0 1 3 ( T o t a l No ．2 8 4) 混 凝 土 Co n c r e t e 实用技术 P RACTI CAL TECHNOL0GY d o i ： 1 0 ． 3 9 6 9 ／j ． i s s n ． 1 0 0 2 — 3 5 5 0 ． 2 0 1 3 ． 0 6 ． 0 4 4 掺聚羧酸专用防冻剂混凝土一 1 5℃在 诺富特酒店工程中的应用 于红梅 ，于良 ，王晴 ，李晓 。 ，丁兆洋 z ( 1 ．沈阳泰丰特种混凝土有限公司 ，辽宁 沈阳 1 1 0 0 0 0 ；2 ．沈阳建筑大学 材料学院，辽宁 沈阳 1 1 0 1 6 8 ) 摘要： 采用 2 0 ％P + 1 ％ V+ 7 ．5 ％X配制聚羧酸专用防冻剂 ， 其中 P和 x为无机非氯盐 ， V为有机胺类， 将其成功地应用到沈阳诺 富 特酒店工程的冬期施工中， 在一 1 5℃时掺量为 3 ． 5 ％满足防冻要求 ， 且与聚羧酸泵送剂适应性良好 ， 对其减水保塑无明显影响。 关键词： 聚羧酸防冻剂 ；泵送剂 ；适应性 ；一 1 5℃；冬期施工 中图分类号： T U 5 2 8 ． 0 4 2 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 2 — 3 5 5 0 ( 2 0 1 3 ) 0 6 — 0 1 5 1 — 0 3 Ap p l i c a t i o n o f c o n c r e t e wi t h p o l y c a r b o x y l a t e a n t i f r e e z e i n t h e-1 5℃ wi n t e r c o n s t r u c t i o n o f No v o t e l Ho t e l YUHo n g me i ， YUL i a n g ， WANG Qi n g 2 , L I Xi a o 2 , DI NGZh a o y a n g ( 1 ． S h e n y a n gT a i f e n g S p e c i M C o n c r e t eC o ． ， L t d ． ， S h e n y a n g 1 1 0 0 0 0 ， C h i n a ； 2 ． S c h o o l o f Ma t e r i a l S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g ， S h e n y a n g J i a n z h u U n i v e r s i t y ， S h e n y a n g1 1 0 1 6 8 ， C h i n a ) Ab s t r a ct：P o l y c a r b o x y l a t e a n t i fr e e z e we r e s y n t h e t i z e d b y 2 0 ％ P +1 ％ V+ 7 ． 5 ％ X， o f wh i c h P a n d X we r e i n o r g a n i c n o n c h l o r i d e s a l t ， V wa s Or g a n i c a mi n e a c c e l e r a t o r ． Th i s p o l y c a r b o x yl a t e a n t i f r e e z e wa s s uc c e s s f u l l y u s e d i n t h e c o n s t r u c t i o n pr o c e s s o f Sh e n y a ng No v o tel h o— t e 1 ．I t h a d a g o o d ant i f r e e z i n g e ff e c t a s t h e d o s a g e wa s 3 ． 5 ％ i n the c o n d i t i o n o f 一 1 5℃ 。 and h a d g o o d a d a p t a b i l i ty wi th p o l y c a r b o x y l a t e p u mp i n g a g e n t t h a t h a d n o n e g a t i ve e ffe c t s t o wa t e r r e d uc i n g p e rfo r ma n c e an d mo l d i n g p e r f o rm an c e ． Ke yw o r d s ： p o l y c a r b o x y l a t e an ti fre e z e ； p u mp i n ga g e n t ； a d a p t a b i l i t y ； -1 5℃ wi n t e r c o n s t r u c t i o n 0 引言 辽宁省在我国属于冬季 比较冷且 时间也较长的地 区， 每年有近 1 ／ 3 的时间大气温度低于 0 ℃。 因此在每年的 1 1 月 份到第二年的 3 月份的混凝土施工中会大量应用到混凝 土防冻剂 。 常用防冻剂通 常由减水 、 早强 、 引气和防冻 4 种 组分复合而成。 良好的防冻剂必须能够尽快的使混凝土达 到临界受冻强度， 保证混凝土中的液相在负温下不冻结或 少冻结 ， 使水泥能够水化， 且在负温转正温养护后混凝土 强度能够正常增长。 但当防冻等级不同时， 调整防冻剂的掺 减水组分的防冻剂 且要与泵送剂有良好的适应性。 那么在 实际生产中就可以根据防冻等级的要求调整防冻剂的掺 量 ， 而不必对减水组分做 大幅度的调整。 诺富特酒店工程是 由诺富特酒店有限公 司开发 的， 位 于沈 阳北站惠工广场附近， 其地下一层部分混凝土计划是 在 1 1 月下旬浇筑 ， 设计 强度等级为 C 4 0 ， 根据 当时的 日平 均气温为一 1 0℃左右， 最低温度为一 1 6℃， 施工方委托我公 司进行防冻一 1 5℃的配合 比设计 。 1 试验原材料和混凝A t- ~ i~ 合比 量同时也调整了减水组分的掺量， 这给生产配合比的调整、 水泥选用辽阳恒威水泥厂生产的恒威牌 P O 4 2 ． 5 级 成本和质量的控制带来难度 。 为便 于生产操作 ， 可配制不含 水泥 ， 其主要物理化学性能见表 1 。 表 1 水泥的主要物理化学性能 碎石： 选用铁岭生产的 5 ~ 2 5 m m碎石， 含泥量为 0 ． 4 ％， 泥块含量为 0 ， 针片状颗粒含量 3 ． 4 ％。 砂： 选用浑河中砂， 细度模数 2 ． 1 ， 含泥量为 1 ． 8 ％， 泥块 含量为 0 ． 4 ％。 外加 剂 ： 选用某公 司生 产的聚羧 酸泵送剂 ( 1 0 ％固含 收稿 日期 ：2 0 1 3 — 1 2 - - 0 7 量) ， 掺量为 1 ． 6 ％~ 2 ． 8 ％， 减水率在 3 0 ％以上 ， 7 d 抗压强度 比 1 4 5 ％， 2 8 d 抗压强度 比 1 3 3 ％。 防冻剂组分 ： V( 有机胺类 ) 、 w( 无机非氯盐) 、 x( 无机 非氯盐) 、 P ( 无机非氯盐) 、 Q ( 有机胺类 ) ， 这两种有机胺类 组分、 三种无机非氯盐类组分主要起到降低冰点、 提高早 15 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 强的作用 ， 保证对钢筋无锈蚀作用。 根据 以上原材料 的技术性 能指标 ， 对 C 4 0 防冻一 1 5℃ 混凝土进行试配 。 由于试验采用的是聚羧酸泵送剂 ， 其本 身有一定 的引气能力 ( 引气量 1>2 ． 5 ％) ， 并可 以根据生产工 艺控制进行相应调整 ， 可以满足防冻混凝 土中的含气量要 求 ． 且引入 的气泡更均匀 ， 孔结构更 合理 。 因此 ， 试验研究 中的防冻剂不再掺入引气组分。 试验采用 固定配合 比， 调整防冻剂配合 比， 观测混凝 土初始坍落度和 1 h后坍落度 ， 并测 试不 同养护条 件下 的 抗压强度 ， 配 合比见表 2 。 表 2 ( 3 4 0混凝土配合比 2 试验 结果与分析 掺入聚羧酸专用防冻剂的混凝土拌合物和硬化混凝 土的性能如表 3 所示。 从表 3 中可以看 出， 防冻剂 的掺 加对 泵送剂的减水 和保塑都存在着一定的影 响， 第 3 、 4 、 6配合 比对其影响较小。 除了第 8 、 9 组试验的 冗 一 ， 强霞偏低 ， 其他 试 验配合 比均能 满足防冻一 1 5℃的要求 。 第 5组试验 R 龄期 的抗压强度是最好的。 这是因 为外加剂 早强组分 的作 用效 果对混凝 土 R 一 抗 压强度 起 主要作用 而在 该配合 比中 V、 w 复 配后对 混凝 土的早期 强度 提 高幅度 较大 。 第 1 0 、 l 1 组试 验 ． 抗 压强度 电很 高， 这说明 x组分也起 到 了一定的早强作用。 从混凝土 R 孙R 一 、 月 强度来看 ， 第 4 组试验的效果 是 最好 的。 说明该配合 比巾 的 种组 分能够促进 水泥水 化 ， 利于混凝土的强度增长。 在负温转正温后强度正常增长 。 从混凝土各种养护条件下的抗压强度可以看出， 第 5 组试 验早强作用较好 ， 但 后期 强度明显不如第 4 组试验 ， 也就 是说第 4 组试验中的 x相对 于第 5 组试验 中的 w 来说对 混凝土后期强度的发展更为有利。 表 3 掺专用防冻剂的混凝土拌合物和硬化混凝土性能 因此 ， 从综合效果考虑 ， 第 4 组试 验混凝 土早期强度 发展较好， 对混凝土负温转正温后强度发展的促进作用较 明显 ， 且在现场配制混凝 土的过程 中 ， 对 泵送剂 的减 水和 保塑效果无明显影响， 最终确定第 4 组试验配合比为专用 防冻剂的生产配合比， 即2 0 ％P + 1 ％V + 7 ． 5 ％ X。 3 在沈阳诺富特酒店工程 中应用 2 0 1 0 年 1 1 月底 ， 沈阳诺富特酒店工程负一层混凝土开 始浇筑。 在浇筑之前 ， 首先对混凝土配合 比进行 了 热工计算 ， 并组织施工方和我公司技术人员在试验室对配合比方案进行 了试拌验证， 试拌的混凝土的各项物理陛能符合施工方要求。 在实际混凝土生产中， 我方技术人员全程监控。 首先 严格控制原材料质量 ， 严禁砂石骨料 中冰 、 雪 、 冻结物及易 冻裂的物质的混入。 生产过程的控制是混凝土质量的有效 保证。 本次浇筑采用的是液体的聚羧酸泵送剂和防冻剂， 弥补了粉状外加剂计量不准的缺陷。 同时该泵送剂和防冻 剂在 负温下 不结 晶 ， 浓度 和状态不会改 变 ， 避免 了因浓 度 变化而使混凝土 中的外加剂掺量有所变化 。 搅拌投料过程 中先投骨料 ， 最后再投水 泥 ， 避免热水过早直接与水泥接 1 5 2 触。 严格控制水灰比， 现场混凝土坍落度不宜过大 ， 现场加 派技术人员随时监控 。 随时监测室外气温 、 搅拌站内气温 、 水 、 水 泥 、 砂石及 外加剂温度 、 混凝土 出机温度和入模 温 度 ， 并做好记 录。 混凝土 出机温度控制在 1 0 ～ 1 2 。 C 之 间。 入 模温度控制在 5 ℃以上 。 这里要说 明一下为什么出机温度 不宜过高 ， 因为过高的温度 不利于混凝土 的保塑 ， 尤其是 冬季掺防冻剂的混凝土 ， 一旦浇筑现场出现突发事件 ， 混凝 土不 会因为保 塑不好 而报废 。 同时要合理 的组织生产 ， 既 要保 证混凝土的连续施工 又要避 免混凝 土在现场 时间过 长而导致的热量损失。 该工程一次性浇筑 2 3 0 0 m， 混凝土， 出厂坍落度检测 均在 2 2 0 m m以上， 扩展度超过 5 0 0 m m， 1 h 到达现场后坍 落度为 2 0 0 m ff l 左右， 工作性能良好， 浇筑后施工方采取梁 板下方生焦炭炉、 梁板上方覆盖棉被的方式保温。 现场随机 抽取试样 3 6组， 分别进行标准养护、 负温转正温养护和自 然养护。 2 8 d 标养混凝土强度平均值达 5 2 。 4 MP a ， 一 7 + 5 6 d 强度平均值 4 9 ． 2 MP a ， 自然养护试 件是在第二年 3月巾旬 试压 ， 平均强度值达 4 5 ， 2 MP a 。 冬季施 1 二 榆测没有 发现受 冻现象 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4结论 ( 1 ) 按 照 2 0 ％P + 1 ％V + 7 ． 5 ％X配制 的聚羧酸专 用防冻 剂 ， 其中 P和 x为无机非氯盐 ， V为有机眩类 ， 在一 1 5℃时 掺量为 3 ．5 ％ 满足防冻要求 ， 且和聚羧酸泵送剂适应性 良好 ， 对其减水保塑无 明显影 响。 ( 2 ) 聚羧酸专用防冻剂在沈阳诺富特酒店工程的冬期 施工中取得 了很好技术效果 ， 完全能够满足在严寒地区的 上接第 1 5 0页 6 0 0 5 O 0 40 0 3 0 O 嫖 2 O O 1 O 0 1 3 7 2 8 9 0 1 8 0 3 6 0 5 4 0 龄期 ／ d 图 3 不同养护条件混凝土干缩数据图( 水灰比 0 ． 4 4) 6 0 0 5 0 0 4 0 0 攒 3 O O 婚 2O0 1 O O 冬期施工要求。 ( 3 ) 冬期一 1 5 ℃预拌混凝土正常施工 ． 必须严格控制原 材料质量， 优化混凝土配合比， 做好生产及运输的保温， 严 把混凝土生产过程质量关 。 作者简介： 联 系地址 ： 联系电话 ： 于红梅( 】 9 7 8 一 ) ， 女， 高级工程师。 沈阳市浑南新区白塔堡小羊安村 沈阳泰丰特种混凝 土有限公司试验室 ( 1 1 0 0 0 0 ) 1 5 9 98 8 91 5 2 7 叠加 ， 很容易导致混凝土开裂 。 3 水泥混凝土路面早期养护 对于南方 多雨潮湿 环境下 的水 泥混凝 土路面养护可 以采用常规的覆盖养护方式 ， 而对于北方一些地区 ， 风大 、 昼 夜温差大 、 蒸发量大的气候条件下 ， 必须采用二次养护 的方式。 在水泥混凝土路面施工中， 必须重视养护这个环节 ， 而养护的“ 及时性” 是关键。 在混凝土抹面拉麻之后， 应立 即喷洒液体养护剂进行养护 ， 加强养护剂喷洒效果 的控制 ， 确保均匀喷洒 。 混凝土初凝后 ， 应覆盖节水保湿养护膜等材 料继续进行养护。 并且， 养护周期越长越好 ， 不能少 于 1 4 d 。 4结语 ( 1 ) 随着龄期的增长 ， 混凝土 的干缩变形量也在增大 ， 2 8 d 混凝土千缩变形量 已达到 5 4 0 d的 6 0 ％， 半年龄期混凝 土干缩变形量已达到 5 4 0 d的 9 3 ％。 ( 2 ) 相 同龄期 时 ， 水灰 比大 的混凝 土 于缩率要高 于水 灰 比小的混凝土。 ( 3 ) 在相 同水灰 比下 ， 不 同养护条件下 的混凝土 干缩 变形有 明显差 别 ， 湿养护 l d的干缩变形最大 ， 湿 养护 2 8 d 的干缩变形最小 。 ( 4 ) 早期 的湿养护环境可 以有限的减缓混凝土干缩 的 速度 ， 使达到相同变形量所用时间延长。 有效的混凝土早期 养护措施 ， 可 以减小干缩量值 及延缓收缩 的时 问， 为混凝 土强度增长而提高抗裂性提供一定的余地 。 ( 5 ) 施工过程中， 水泥混凝土路面的早期养护十分重要 ， 应采用二次养护方式 ， 并加强液体养护剂喷洒效果控制。 参考文献 ： [ 1 】J T G E 3 0 - -- 2 0 0 5 ， 公路工程水泥及水泥混凝土试验规程[S ] ． _ 京 ： 人民交通出版社， 2 0 0 5 ． f 2 】肖瑞敏 ， 张雄 ， 等 ． 混凝士配合 比对其干缩性能的影响『 J j ． 混凝 土 ， 2 0 0 3 ( 7 ) ： 3 8 — 4 0 ． f 3 】 张镇鑫． 道路高性能混凝土耐久性能及干缩性能研究『 J 1 ． 湖南交 通科技 2 0 0 3 ( 4 ) ： 9 - 1 2 ． 【 4 ] 刘涛， 谭克锋． 不同水胶比混凝土的收缩性能研究『 J I ．西南科技 大学学报， 2 0 0 6 ， 2 1 ( 2 ) ： 1 1 - 1 4 ． [ 5 1朱耀台 昆 凝土结构早期收缩裂缝的试验研究与收缩应力场的 理论建模 ． 杭州： 浙江大学 ， 2 0 0 5 ． 【 6 】朱岳明， 刘有志． 混凝土湿度和千缩变形及应力特性的细观模 型分析Ⅲ 水利学报， 2 0 0 6 ， 3 7 ( 1 0 ) ： l 1 6 3 — 1 1 6 8 ． 作者简介： 刘英( 1 9 7 8 一 ) ， 男， 硕士， 副研究员， 主要从事水泥混凝 土路面材料与施工技术研究。 联系地址： 北京市海淀区西土城路 8 号 交通运输部公路科学研 究院公路研究中心 5 0 1 室( 1 0 o 0 8 8 ) 联系电话 ： 0 1 0 — 6 2 0 7 9 5 9 8 1 53 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m