掺外加剂的再生抗冻性能研究

1、掺外加剂的再生抗冻性能研究 从表2 结果可以看出,防冻剂掺量影响再生混凝土的强度,当掺量为1 % ,再生混凝土的强度为最高,而当掺量为1. 2 %时,强度为最低. 强度并不 是随着防冻剂掺量的增加而升高的,单纯的增加防冻剂的掺量也不能使再生混凝土的强度提高,降低防冻剂的掺量不一定会使强度降低. 在通常情况下,我们就认 为1 %为再生混凝土最适宜防冻剂掺量.2. 1. 2 掺防冻剂的再生混凝土在标准条件下养护28 d 的强度规律 未掺防冻剂的再生混凝土在标准条件下养护28 d 基本上可以达到设计强度. 而众所周知,防冻剂是在低温状态下能够提高混凝土抗冻能力,那么在正温养护 状态下,防冻剂会不会使

2、再生混凝土的强度降低? 本文将设计等级为C20、C30、C40 ,防冻剂掺量均为水泥重1 %的再生混凝土试块在标准条件下养 护28 d ,得到其强度结果如表3所示. 由表3 的结果可知,防冻剂不会使再生混凝土在标准条件下养护28 d 的强度降低,甚至其强度还要高于设计强度,这是由于防冻剂的具有较强的减水能力,使得制成的再生混凝土试块的实际水灰比低于其设计水灰比,因而其强度也高于设计强度.2. 1. 3 掺防冻剂的再生混凝土在负温下养护的强度发展规律 在大型的结构工程中,模板的周转率对工期就显得极其重要. 规范规定,只能当混凝土的强度达到一定强度时方可以拆除模板. 在冬季施工中,因为负温下强度

3、发展非常缓慢,所以模板的周转周期势必会加长. 为了缩短工期,唯一有效的方法就是使混凝土具有较高的早期强度. 而在提高早期强度的方法中,掺加外加剂 无疑是既经济又简捷的. 所以在冬季施工中,就大量的运用了早强剂和防冻剂. 本文就研究了掺有防冻剂而一直在- 10 养护的再生混凝土的强度发展情 况,得到实验结果如表4 所示 从表4 可以看出,掺防冻剂的再生混凝土在负温下强度一直在增长,但增长速度并不十分快,也没有明显的转折点. 这说明水泥水化仍然在进行,再生混凝土强 度在负温下仍持续增长. 在这里我们只是针对了一个设计强度等级的再生混凝土进行研究,作为其典型,对其它强度等级的研究也正在进行.2. 1

4、. 4 掺防冻剂的再生混凝土由负温养护转入正温养护28 d 后的强度 未掺防冻剂的再生混凝土由负温转入正温养护后,其质量损失并不能弥补,即转入正温养护后其强度也不能达到设计强度. 为了摸清掺有防冻剂的再生混凝土的此项规律,将设计强度等级为C30、掺有防冻剂(水泥重1 %) 的再生混凝土在- 10 下分别养护3、7、12 、18 、21 、28 d 后取出,继续在标准情况下养护28 d ,得到的强度如表5 所示: 由表5 可以看出,由负温转入正温养护后再生混凝土的强度仍然高于设计强度,负温养护对掺有防冻剂的再生混凝土并不能造成质量损失. 由此可见,在我国北方地区,防冻剂可以为冬季施工提供很大的帮

5、助.2. 1. 5 再生混凝土抗冻融循环的能力 混凝土的早期受冻有两种不同的类型,一种是一次冻结. 即原来为正温的混凝土,冷却至0 以下后,即处于稳定的负温状态. 另一种是反复冻融,即随着气 温的变化,混凝土的温度一昼夜内在正负交替变化,前者多发生在寒冷地区的冬季,后者则发生在初冬或初春或冬季不太冷的地区4 . 将设计等级为 C20、C30、C40 的再生混凝土试块在标准条件下养护28 d 后,使试块吸水饱和进行冻融循环,得到试验结果如表6 所示: 从以上数据可以看出,经过50 次冻融循环的再生混凝土,重量都没有任何损失,而强度会有不同程度的变化. 未掺防冻剂的再生混凝土,遭受多次冻融循环 后

6、,会有一定程度的强度损失,掺有防冻剂的再生混凝土遭受多次冻融循环后强度基本上不发生变化. 但是设计强度等级为C20 的再生混凝土显然是在寒冷地 区是不适用的. 即用于抵抗冻融循环的再生混凝土最低强度设计等级应为C30.2. 1. 6 掺防冻剂的再生混凝土与未掺防冻剂的再生混凝土抗冻性能比较 对掺有防冻剂的再生混凝土来说,受冻之前不经养护直接受冻也能使后期强度不受影响(参见表4) . 对未掺防冻剂的再生混凝土,我们用表7 来表示它在遭受到一次冻结后其强度发展规律: 从表7 可以看出,未掺防冻剂的再生混凝土如果在受冻之前没有养护,它受冻后的强度损失会非常严重,即使受冻之前经过了养护,其强度也会有不

7、同程度的损 失. 而表2表明掺防冻剂的再生混凝土即使受冻28 d后强度也会继续增长,表5 又告诉我们由负温转入正温养护后再生混凝土的强度不会遭受到任何损失.2. 2 实验结果分析 关于混凝土的破坏机理,30 年代,Taber 提出了结晶压力假说,40 年代,T. C. Power 提出了静水压假说及渗透压假说,迄今为止,关 于混凝土冻融破坏机理破坏压力的起因也还是众说纷坛. 不过,混凝土受冻破坏是由于混凝土体内毛细孔中可结冰水结冰,引起体积膨胀,从而产生内水压力导 致混凝土的内部受力破坏的,这一点是大家所接受的. 再生混凝土的破坏机理也在于此. 在对YJ 4 型防冻剂的研究中,将水与防冻剂按比

8、例混合后放入- 10 下受冻,发现水已经结冰,关键词：外加剂抗冻性能由此可知,YJ 4 型防冻剂也并不是靠降低水的冰点来达到提高再生混凝土抗冻性能的目的的. 而是靠它的减水作用及引气作用来达到目的. 由引气剂引入 的气泡多为球形状态,在通常情况下,由于它的相对独立性,不会被水所充满,因此绝大部分体积为空气所占据,水则主要位于毛细孔内. 当混凝土毛细孔中能够 容纳的可冻水含量达到某一极限值时,结冰引起的膨胀将使毛细孔空间全部为冰所充满,含水量超过此极限值后,毛细孔则无法完全容纳结冰后水的体积,因而产生 了极大的内压力. 在这个压力的作用下,孔中还没有结冰的水分将通过水泥石中的微孔向外排出,此时,空气泡便发挥了作用5 . 空气易于压缩,气泡 自然成了接受水分的“蓄水池”,由于气泡的“卸压”作用,转移了冻结时毛细孔内无法容纳的水分,减少了内压,使再生混凝土在同等含水量的情况下免遭破 坏. 而YJ 4 型防冻剂又具有良好的减水效果,在“减水”及“卸压”的双重作用下,它提高了再生混凝土的抗冻性能.3 结论 通过对掺加防冻剂的再生混凝土进行抗冻性能的分析,可以发现YJ 4 型防冻剂对提高再生混凝土的抗冻性能起着很重要的作用. 在它的作用下,一直处于负 温状态的再生混凝土的强度可以持续增