混凝土复合防冻剂SJD在北方地区的应用

混凝土复合防冻剂SJD-1在北方地区的应用前言随着工程建设的发展，在我国北方地区混凝土工程的冬季施工较为普遍。根据有关规定，当室内日平均气温连续5天稳定低于5℃时进行的混凝土工程的施工，称为冬季施工。冬季浇注混凝土时，混凝土在受冻前应有足够的强度，防止混凝土因受冻而破坏，对硅酸盐或普通硅酸盐水泥配制的混凝土，受冻前应达到设计强度的30%；矿渣硅酸盐水泥配制的混凝土受冻前应达到设计强度德40%，但C10以下的混凝土受冻前的强度不得低于5.0MPa。水泥加水拌合后，最初形成具有可塑性的浆体，然后逐渐变稠性，这一过程称为初凝，开始具有强度时称为终凝，由初凝到终凝的过程凝结，终凝后强度逐渐提高，并变成紧固的石状物体—水泥石，这一过程为硬化。水泥的凝结硬化过程大致可分为如下三个阶段：溶解期水泥与水调和后，其几种主要矿物质即发生化学反应，生成新的水化物。四种矿物质的水化反应及主要水化物如下：硅酸三钙水化反应较快，生成水化硅酸钙（C3S）及氢氧化钙：2（3CaO.SiO2）+6H2O=3CaO2SiO2.3H2O+3Ca(OH)2由于氢氧化钙的生成，使溶液迅速饱和，此后各矿物的水化都是在这种饱和溶液中进行的。硅酸二钙水化反应较慢，生成水化硅酸钙和氢氧化钙：2(2CaO·SiO2)+4H2O=3CaO·2SiO2.3H2O+Ca(OH)2铝酸三钙水化反应最快，生成水化铝酸钙：3CaOAI2O3+6H2O=3CaO·AI2O36H2O摆铁铝酸四钙加将水后，较快的春生成水化铝酸福钙研（砍C晃3裁A船）及水化铁酸胸钙：引4C咳a臣O·A壤l咱2哀O汁3旱·F若e灰2鼻O尿3犬+7H蛙2拘O=3C剥aO贱·A灵l寄2三O插3登·6H黄2恒O+C投a喇O·F责e漠2扑O证3诚·H安2骗O棋另外，掺入的坝石膏与部分水堪化铝酸钙反应观，生成难溶的文水化硫铝酸钙掉（钙钒石）以学针状晶体析出削，这些水化硫凶铝酸钙的存在史，延缓了水泥驶的凝结时间，讨其化学反应如城下：矛碧如项抄拐意苦雅巡泊块环蛛量装艘辛身昼装第奶杨邀似缓援瞒鞭亿综上所述，硅易酸盐水泥在溶辨解期内，经水着化反应后生成辞了以下五种主俯要的水化物：瓶水化硅酸钙、由水化铝酸钙、赌氢氧化钙、水合化铁酸钙和水盈化硫铝酸钙。透这些水化物的枣综合效果决定佳了水泥石的凝慈结硬化过程和叉所具有的性能表。溶解期持续谁时范间没1既小时左右，主颗要的物理化学份变化是初始溶册解和水化，形赞成膜层。凝结期橡经过溶解期后炼，溶液已达饱蛾和，水继续与徒水泥颗粒作用杰形成的水化物笛已不能再溶解某，它们根据各游自的溶解度和狱结构形式不同级，先后以胶体魔状态析出，最厌后发展成为网厘状絮凝结构的恒凝胶体，随着学凝胶体的逐渐鸣变稠，水泥浆立慢慢失去塑性荡，从而表现为魂水泥的凝结。鸭主要的物理化红学变化是膜层日破裂，水化继恒续。硬化期杨沉由于胶凝体的怒形成及发展使昌水泥的水化越治来越困难，因肉此穿凝结后，水泥名中还存在大量隙未完成水化的斯颗粒，它们吸断收凝胶体内的惨水分继续进行休水化作用，使让凝胶体由于水冤分渐渐干涸、挡脱水而趋于紧正密。同时，氢汇氧化钙及水化替铝钙也由胶质添状态转化为稳会定的结晶状态槐。随着结晶体响的增生和凝胶图体的紧密，两邪者相互结合，药使水泥硬化并扇不断增长强度绑。持续时间至誓若干年。主要链的物理化学变式化是凝胶体填医充毛细孔。秘图模总之，水泥的蚂凝结、硬化过妄程是一个长期恰而又复杂的、的交错进行的物恨理化学变化过静程。随己旋研究水泥在低墨温水化时发现奇：低温使水化俩过程、水化放咳热和水泥强度西的增长减慢，挪特别是在负温职时显著减慢。薯在叫-1杨0醋℃啄时，普通混凝调土的强度增长烟非常慢，甚至船为零。冬季施皱工中在混凝土鹰中加入防冻剂山的重要作用就盟是促进水泥在蒜低温及负温下革的水化过程，词保证混凝土的茅强度增长。科捕宋传统的防冻剂妖掺量较高蝶（愤4食%收—凤5训%隐），这一方面岁增加了施工费杨用，另一方面等对混凝土而言警，防冻剂掺量喜过高，混凝土揪的后期强度有回下降的趋势。的如何在满足混岗凝土临界强度受的情况下，降迟低防痛冻剂的掺量是绿一个十分重要榜的问题。引母薪复合防冻剂是冶将高效减水剂线、早强剂、防葵冻剂复合而成瓦的，具有减水复、早强、防冻点、抗冻、促进虎水泥在低温下锈水化的特性，体它掺量低（仅眨为水泥重量造的蜓3交%杠—骑5灾%胁），使用温度领在激-址5路℃衡—规-2面0喘℃苦。扩大了混凝宗土冬季施工的返温度范围，加隶速负温下混凝锄土的硬化，缩苏短混凝土硬化仔龄期，可以降矛低混凝土的临遍界强度，提高铜了混凝土的抗丧冻融性，节约臂防冻剂的掺量母，降低施工费锯用，保证了混棍凝土的强度及屯工程质量。脏二、复合防冻忌剂的主要成份总及作用食1.们低引气型高效豪减水剂授主要成份是控堤制体数大滋于撞9蔑的笋β说—隐萘磺酸钠甲醛咱高缩聚物，属抹阴离子表面活容性剂。减水率咽为耽12副%猪—乒22赌%焦，含气量倒≤套3.0赠%遍。其作用主要乔是降低冰点守祥保由于减水作用喜，使用水量减羞少，即使防冻陷剂掺量很低，至毛细管中防冻尊剂的浓度仍很请高。同时，含叨水量的减少还阶使混凝土内的锹毛细管径减小匆，管径越小，辟饱和蒸气压越检低，冰点也越催低。冰胀应力减小摸史阻水泥加水拌和杰后，由于水泥被颗粒间分子引洽力作用而泥生许多絮凝物租，形成絮凝结私构，结构中包士裹了许多拌和躁水，从而降低筛了单混凝土拌烛合物的和易性苗。减水剂发挥姓其表面活性作顷用，识致使憎水基端桌定向吸附于水新泥颗粒表面，中使水泥颗粒表晌面均带上相同面的电荷，加上保了水泥颗粒间这的静电斥力，所导致水泥颗粒限相互分散，絮锣凝结构解体，伯包裹的游离水银被释放出来。陶由于混凝土结糠构中可冻的游画离水减少，即惭使结冰，冰量少也很少。同时旁，混凝土内由稻有罪2偏%银左右的封闭性煤气泡缓解冰胀失应力，故对混乓凝土结构的破肥坏作用甚微，剧有关试验表明当，引气减水剂卫的冰胀应力仅之为单掺无机表逮明，引气减水插剂的冰胀应力恐为单掺无机盐喘防冻剂冰胀应纳力的十分之一喉。贵改善混凝土性插能负掺入减水剂后概，新拌混凝土脊分层现象减少逗，避免了混凝照土表层的冻解狭及在钢筋和石赖子周围形成的朽冰膜；由于掺拐入减水剂后水歪灰比的减少，汁孔结构得到改勿善，使混凝土容的后期强度、往抗冻性、抗掺确性等性能得到筒提高。对高效减水剂的才分散作用还起方到了强化早强怠组份作用的效锹果。2.防冻组份励庆辱防冻是保证混奔凝土的液相在科规定的负温条从件下不冻结或由减少冻结，使伏混凝土中有叫抚多的液相存在婶，为负温下水垃泥的水化创造携条件。复合防积冻剂中氏的每NaC窜l捎、老CaCl上2考、斗K委2节CO疾3替、害NaNO斑2铲以及尿素等均茎能大幅度降低幼水溶液的冰点合。不同溶度的读某一种溶液其肯冰点也不相同登。利NaC周l咏、趁CaCl畅2忆、茄NaNO羡2有、冰K允2相CO磁3咳、尿素溶液的杀最低冰点分别言为终-21.豪2眉℃帽、刑-55.种0顽℃槽、尼-19.魂6饥℃宜、穗-36.厕5歉℃肺、纸-17.洒6浊℃孟。氏技斯根据上述情况绸，我们在研制写复合防冻刷剂营SJ伸D售—枯1骡的过程中选用青分子量小、溶琴解度大、防冻傻效果好的亚硝茶酸盐。其作用免是：弄（压1音）降低冰点，异使水泥在负温求下仍能水化。或（俩2束）阻锈作用。3.早强组份从甘吸早强组份是为但提高沙浆或混躁凝土的早期强睬度而加入的外贫加剂。早强组挪份大多数是无消机电解质，如粱：氯盐、硫酸价盐、碳酸盐、贤硫酸盐、亚硝其酸盐、铝酸盐幅等。少数有机煤化合物也同样秃具有早强作用忠，如：三乙醇刑胺、甲酸钙等剥。在研制符合棵防冻有剂痰SJ月D该—似1悠的过程中，我胳们选用我国资多源丰富的硫酸缝盐，其作用是泻：蛋封杯加速水泥水化矮，蜂使若C舰3赛S跳、疑C宪3鞭A脏、与水迅速反址应，生产钙钒侨石条（丛AF士t就）晶体博和泊C-S-旺H说凝胶，较早达踢到混凝土的临水界强度，抵抗牙冻胀力。西早强组份溶于染水后，它极易玉与水泥化产阀物流C姑a剂（站O押H誓）挥2徐作用生成高分费散性的硫酸钙味，均匀的分布段在混凝土中，仪这些高度分散龄的硫酸钙昂与童C园3总A牧反应迅速生成夜硫铝酸钙，大士大加快了水泥忙硬化。同时，序由于上述反应世的进行，使得凝溶液鞋中桌C记a倍（丢O朱H符）指2戒溶度降低，从贪而促扑使若C变3奥S封的水化加速，前使混凝土早期躲强度提高。即何在水泥水化初披期赞与朴C缓3万A埋迅速生成针状笨钙矾石晶体，婆晶体不断发育立彼此交叉搭接絮形成初始骨架糖，并狂被嫁C-S-得H隆凝胶及其它水雅化产物充填加栏固。4.载体组份厘本产品使用工令业废料粉煤灰烈作为载体，其鞋作用是：嫁使各组份均匀回混合，同时由溪于载体的加入泻，加大了该鼠产品的掺量，术便于使用中的分计量。术避免产品受潮压结块。纠三、复合防冻饺剂唱SJD-俊1屿的主要性能指完标男根据上述符合肯防冻剂各组份串的作用，通过辜近百次试验，络是终研制出复院合防冻待剂甚SJD-奋1许的最佳配方。威该产品经北京煎市建筑材料研痕究所检测中心涉检验符莫合两“蒸混凝土防冻剂漏标袜准拿JC475-竞9真2鸡“状中一等品要求阶，并获得北京旨市城乡建设委洁员会颁发的建啊筑材料准用证咏。该产品具有横以下特点：租SJD-磨1务不含氯盐成份摘，对钢筋无锈峰蚀作用，同时管具有防冻、方筒插修土和崇渡等多种功能。免在气温聪-河5建℃佛-1载5烈℃厌的条件下，具佛有较高的早期嗽强度和优良的书技术性能。除态适用于一般混搜凝土工程的冬核季施工外，还播适用于冬季商川品混凝土和泵趟送混凝土施工舞。牵减水率高饭大翻15涨%掩，远超过防冻袋剂减水茅率蝶8区%视的指标要求，唐同时也达到的怪高效减水剂减脉水率的要求。秩从而达到了通同过减水消除（田削弱）造成冻关胀的原因、提散高毛细管中防晒冻剂的溶度和抬改善孔结构的狸目的，满足动等机施工泵送混辱凝土和商品混杨凝土的要求。踏泌水率小、含压气量适宜。由竹于泌水率小，惊冬季施工混凝透土表面质量较撇好，同时适宜灌的含气量既可港减少混凝土的卫耐久性。使猜用羡SJ披D欲—问1墨配制的混凝土静抗渗标号可提贵高秆2-躁4踏个等级，抗冻惕融循粒环说20束0准次合格，这是汇由于复合防冻隙剂纲SJD-央1呀减水了混凝土幕的水灰比及引激入适量气相的乡结果。既负温下混凝土绞强度增长较快桥，负温转正温拢后混凝土强度盲迅速增长。在停-1堪0昼℃身的冰箱岂中猜7弟天强度可达标骆养睁2莫8原天强度（设计倡强度等级）嘉的血30裳%举；燕1街4娇天强度达标毛养碍2抬8凑天强孩度清50垮%通左右；负间温剩7通天转转温则2消8腰天后，混凝土羞强度可达标盗养缎2论8别天混凝土强度绪的界95此%应—竖110鸭%图。由此可以看清出，在丢-1载0废℃刺的情况，混凝贯土内部仍有液娘相水，水泥的白水化仍在进行沟。同时，由于贩在俘-1净0标℃炊养卸护绵7匙天后转标戴养勿2军8霜天的强度接近涉或超过表坦养看2漂8纷天强度，由此财说明，负温对严掺复合防冻臣剂年SJD-营1杠混凝土内部结蔬构无损害。这阳是区别于其它裙防冻剂产品的仿又一特点。有介关单位对北京怨时常悄上剂4矿1脊种防冻剂检查室表明，负僻温把7棕天俊后叙40糟%钻以上的产品使证混凝土强度或醒多或少的受到辆损害。被对钢筋无锈蚀叹危害。由于混阀凝土水灰比减挎少，密实行得月到提高，引入舰的适量气相和忌亚硝酸盐，使虽混凝土的护筋汽功能得到提高逗。纪四、复合防冻持剂言SJD-飘1盖的应用情况隙复合防冻汪剂窑SJD-窗1窃自爆9铃7掠年生产推向市桨场以来，先后醋在八处科技园阿区、石景山文毫化馆、京燕饭比店扩建、石景眠山物资公司住轻宅楼、海特花铅园、首钢老山毅北里住宅楼、亏首钢苹果园危蚁房改造、首钢沈西黄村住宅楼播及首钢厂内工魔厂改造等中得困到应用，共计薄销博售绘20切0辩余吨，得到施品工、减数及监傲理单位的好评纱，收到了良好护的社会及经济驼效益。仆五、国内外外袋加剂的发展方阁向负混凝土外加剂窜在混凝土工程稍中已得到广泛码应用，已使其搂成为分混凝土中不可虫缺少的第五份门。混凝土外加洗剂的特点是品沈种多、掺量少画，在改善新拌梳和硬化混凝土担性能中起着重僵要作用，外加油剂的研究和利询用促进了混凝坚土施工新技术槽和新品种混凝盯土的发展。托高性能混凝土已的重要特征是非具有优异的耐小久性（耐久性趴可泳达去100-50俩0缘年，是普通混较凝土肉的欧3-1租0铃倍）。混凝土怜要达到高耐久节性，首先要降许低水胶比，生分产出致密不透物的混凝土。高子性能混凝土是续当前混凝土领型域中研究的热捏点。它是一种刷具有良好的施则工性能、强度躺较高、体积稳抢定好及高耐久貌性的混凝土，也是混凝土进入午高科技时代的侍产物，喷是充2明1愿世纪重要建筑虚材料。镜高性能混凝土屠要成沃为累2挺1永世纪重要建筑达材料，混凝土欣外加剂起着重界大作用，它能狐降低混凝土的撒水灰比，增大季坍落度和控制仓坍落度损失，挣赋予混凝土高博度密实和优异筹的施工性能。沟1.汇目前外加剂生烧产中存在的问绿题布外加剂的生产虫发展，虽然基钟本上满足了我毯国当前经济建蓄设的需要，满帝足了混凝土施忙工新技术的需葛要，但我国在旁外加剂的生产滋中仍存在一些液问题，其主要纸有：吨昂（甜1贯企业规模大的驴少、小的多。运小的企业设备此简陋，中间控肉制检测设备条仇件较差，技术违力量薄弱，人杨员素质较差，协因而难以保证无稳定的产品质扬量。而众多的释复合外加剂的蠢生产厂除尘设蝇备差，生产过吵程尘土飞扬，路工人劳动保护责条件的不到保怒障。胞沸（变2躲无产品质量检水测设备仪器，鞭产品出厂心中腿无数。许多复谅合外加剂生产浇厂，缺乏必要屈的产口检测设问备，原材料不龟进行必要的赔检验，生产仅辣按配方混合，邪产品不检验就税出厂，往往造猪成工程事故。揉（侧3说环保治理有待纺加强。化学合凶成高效减水剂航在生产过程中晕存在不同程度拿的废水，废料狱和废气对环境产的污染问题