負溫井壁混凝土用多功能防凍劑的研究

摘要：為了使負溫井壁混凝土能夠在負溫條件下凝結(jié)與硬化，并滿足其各項性能要求，采用高效

減水劑+防凍劑+早強劑+引氣劑復(fù)合的技術(shù)路線，通過正交試驗設(shè)計復(fù)配了適應(yīng)負溫早強流態(tài)井

壁混凝土的復(fù)合多功能防凍劑。結(jié)果表明：針對負溫混凝土，影響強度的主要因素是高效減水組分的摻量，而影響凝結(jié)時間的主要因素是防凍組分的摻量，綜合考慮混凝土所處環(huán)境等因素后，最終確定各組分摻量之間的最佳配比。復(fù)合防凍劑的摻量為水泥質(zhì)量的4．5％，可起到減水、早強、防凍及抗凍的作用。

關(guān)鍵詞：防凍劑；負溫混凝土；高效減水劑；引氣劑

中圖分類號：TU37 文獻標志碼：A 文章編號：0253—2336(2008)04—0028—04

淮南地區(qū)井壁建設(shè)項目中，由于井壁混凝土始終處于恒定負溫，因此解決混凝土在恒定負溫條件下的凝結(jié)硬化問題尤為突出，解決這個問題一方面可以采取保溫措施，避免混凝土早期受凍，另外就是混凝土本身能在負溫條件下凝結(jié)硬化，防止混凝土的凍害，方法主要是研制}昆凝土復(fù)合外加劑，同時需要外加劑為混凝土提供早強、流態(tài)等要求。

本文采用引氣減水組分、防凍組分、高效減水組分、早強組分來復(fù)配，復(fù)配的重點是解決防凍、早強、減水、引氣組分的合理摻量以及相互之間的相容性，此外，盡可能的減少對混凝土的工作性能、力學(xué)及耐久性能的負面影響，真正達到提高早期強度、防凍、抗凍等目的[1-3]

1 復(fù)合多功能防凍劑的原料。

A引氣減水劑(木鈣粉)；B防凍劑(亞硝鈉)；c高效減水劑(NF高效減水劑)；D早強劑硫酸鈉)。

2正交設(shè)計試驗方案[2-4]

2．1 影響因素

水泥采用鳳陽產(chǎn)32．5級的普通硅酸鹽水瀝試驗測得的指標符合要求。砂子采用的是細度模；

為2．89的河砂，屬中砂。石子為龍崗地區(qū)碎石粒徑為5～25 mm連續(xù)級配，壓碎指標為9．45?；炷涟韬陀盟疄樽詠硭?。外加劑按正交設(shè)計的9種試驗方案添加。

2. 2試驗情況及結(jié)果分析

首先對擬采用的外加材料進行全面分析，初步組合．并借助相關(guān)試驗將次要成分的品種、摻量固

定將主要的4種外加劑按照L9(34)設(shè)計方案進行混凝土性能試驗。

按照《混凝土防凍劑》(JC478—92)的要求隨料、拌和、澆筑、振搗混凝土，控制混凝土入隨度在10℃左右，坍落度(80±10)mm，以 f1,f2,f3,f4,f5,f6,f0，工以及凝結(jié)時間作為試驗指標其中f1,f2,f3分別表示受檢混凝土在規(guī)定負溫條件下(一5℃)養(yǎng)護3，7，28 d后從低溫箱中取出，并常溫化凍5 h后進行抗壓試驗的實測強度．MPa；f4，f6為受檢混凝土在規(guī)定負溫條件下 (-5℃)養(yǎng)護7 d后再轉(zhuǎn)入標準條件下(20± 3)℃養(yǎng)護28 d和56 d后的抗壓實測強度，MPa；f5 為基準混凝土標準條件下養(yǎng)護28 d后的實測強度， MPa：工為摻用外加劑的混凝土在標準條件下養(yǎng)護28d的抗壓實測強度，MPa。因素與水平見表1。

基準混凝土標準條件下養(yǎng)護28 d強度f5為31．2 MPa；受檢混凝土的含氣量在4．5％～5．5％。基準混凝土的用水量為185 kg/m3。，含氣量為2．1％(體積分數(shù))。極差的計算：K1 K2 K3 R的計算方法以與A組分對應(yīng)的一列為例：與f1對應(yīng)的K1 K2 K3 分別是A引氣減水劑(水鈣粉) 摻量選擇水平1，2，3時對應(yīng)的工之和，R是Ki (i=1，2，3)值之間的最大差值。

混凝土凝結(jié)時間測試結(jié)果見表4。通過試驗分析可以看出，影響強度的主要因素是C組分摻量，然后依次是A組分摻量、D組分摻量、B組分摻量，原因在于在混凝土養(yǎng)護早期由于C和A組分的減水作用，減少混凝土拌和物單位用水量，在減水的同時還存在D組分早強效果，能提高混凝土的早期強度，在強度繼續(xù)發(fā)展的后期，由于B組分即抗凍組分的降低冰點作用，使混凝土的水化反應(yīng)得以繼續(xù)進行，同時由于A組分的引氣作用，使混凝土內(nèi)部形成合理的抗凍孔結(jié)構(gòu)，保證了強度在負溫條件下的發(fā)展，從強度考慮選用A3B2C3D2 為復(fù)配方案。通過對混凝土凝結(jié)時間(初凝和終凝)的測定說明：第3組、第5組、第7組，混凝土的凝結(jié)時間較短，通過分析4種外加劑的作用原理認為影響混凝土凝結(jié)時間的主要因素是D組分、B組分，然后是A組分以及C組分，但從總體上看，凝結(jié)時間的長短受各個組分之間比例關(guān)系的制約，從凝結(jié)時間考慮宜選用第7組A，B。csD：為復(fù)配方案，綜合考慮強度和凝結(jié)時間要求，本文以強度為第一出發(fā)點，因此在凝結(jié)時間方案的基礎(chǔ)之上適當增加了B組分的摻量，最終復(fù)合方案按照A382C3D2進行。