耐冻融混凝土如何选择外加剂?

我国北方地区冬期气候寒冷,港口、桥梁隧道、冷却塔等一些处于水位交变处或经常受水浸润的混凝土及钢筋混凝土构筑物,频繁地经受冰冻和融化作用,若抗冻融能力不够,多则一二十年,少则数年就出现不同程度的冻融破坏。近十几年来,许多桥梁和(高速)公路经常使用化雪剂融化积雪,也使混凝土受到损害。

一、外加剂选择

混凝土遭受冻融作用进行破坏的原因是:

①水结冰时体积膨胀达9%,混凝土毛细孔中的含水率超过某一临界值(91.7%),结冻时将产生很大的压力,致使混凝土发生破坏;

②过冷水迁移渗透压。当毛细孔水结冰时,凝胶孔水处于过冷的状态,蒸汽压比同温度下冰的蒸汽压高,从而可以发生凝胶水向毛细孔冰的界面进行渗透,由于学生渗透能力达到一个平衡发展需要我们一定的时间,致使一定影响冻结温度时的膨胀主要作用将持续存在一定的时间;

③混凝土受盐冻时,NaC1在相对量的水溶液中不能完全溶解或形成过饱和溶液,使混凝土内的渗透压增大,饱水度大大增加,因而结冰的静水压明显增大,盐和冰共同作用下的破坏力加大。

混凝土遭受到了反复冻融,混凝土内的微细裂缝问题逐渐发展增长、扩大,破坏我们使用过程中不断学习积累,强度和质量进行不断减少损失。影响以及混凝土抗冻性的主要经济因素有:水灰比、水泥生产用量、含气量、孔结构、水泥产品品种及集料的质量。水灰比小、水泥具有用量高、含气量大、孔结构好的混凝土抗冻性能好,研究结果表明通过高强混凝土可以不加引气剂也有一个非常的抗冻融性、C60混凝土可经受500次冻融循环,最易受到冻融循环系统损害的是C30以下、水灰比不能大于0.5的混凝土。

(一)应用外加剂的目的

(1)引入适量的微气泡,缓解膨胀应力。一般认为,混凝土含气量在5%左右,气泡间隔系数为0.1~0.2mm,气泡直径小于0.2mm时抗冻性能较好。

(2)减小不同水灰比。水灰比对混凝土的抗冻性能有较大发展影响。有关研究试验结果表明,在含气量数据均为6%的情况下,水灰比为0.45的混凝土可以经受300次冻融循环经济仍未进行破坏,水灰比0.55的混凝土能够经受100次冻融即破坏。混凝土的含气量和水灰比是影响以及混凝土抗冻性的决定性作用因素。满足抗冻性要求的引气量实现取决于相应的水灰比(混凝土结构强度设计等级)。水灰比相对越小,满足抗冻性所必需的含气量越低。对于含气量明显小于3.5%的普通商品混凝土,其水灰比控制对于抗冻性有着非常显著的影响,水灰比越大越小,抗冻性越好。

(二)外加剂的选择

引气减水剂,引气超级塑化剂: 前苏联的 c-3超级塑化剂和松香皂化合物,其液体混凝土的%抗冻指标可以高达500~600.我国以萘系减水剂、木错量

钙和引气剂的组合也取得了良好的效果。

(2)引气剂:如SJ-2型、PC-2型引气剂可大部分幅度不断提高我国混凝土的抗冻性,图1是混凝土的抗冻性对比,优质引气剂气泡之间间隔为0.18mm以内,直径一般小于0.2mm的气泡占70%以上。应选择一个气泡进行平均相对孔径和气泡以及间距小、气泡具有稳定性好的高质量引气剂。上述引气剂还可与高效合成减水剂、三乙醇胺早强剂等复合材料使用,复合使用时需要注意环境相容性。


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