减缩剂对负温混凝土强度和工作性能的影响.pdf

1 0 低温建筑技术 2 0 1 5年第 1 O期 ( 总第 2 0 8期 ) D OI ： 1 0 ． 1 3 9 0 5 ／ j ． c n k i ． d w j z ． 2 0 1 5 ． 1 0 ． 0 0 5 减缩剂对 负温混凝 土强度和 工作性能 的影 响 李治 ( 黑龙江省寒地建筑科学研究院 。 哈尔滨1 5 0 0 8 0) 【 摘要】 为降低负温混凝土收缩带来的开裂风险， 将减缩剂掺人负温混凝土中， 进行力学性能试验。试验 结果表明， 减缩剂掺量为 0 ． 5 ％ ～ 2 ％范围内时， 随着掺量的增加， 负温混凝土的工作性明显改善。含气量也明显 增加。在标准养护环境下 ， 减缩剂掺量超过 1 ％时， 负温混凝土的早期和后期强度随着减缩剂掺量的增加， 略有下 降。在恒负温养护环境下 ， 减缩剂掺加不会提高负温混凝土的 一 2 8 d抗压强度， 随着负温转正温后， 掺减缩剂的负 温混凝土抗压强度明显高于不掺减缩剂负温混凝土的抗压强度。 【 关键词】 负温混凝土； 减缩剂； 工作性； 抗压强度 【 中图分类号】 T U 5 2 8 ． 0 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 — 6 8 6 4 ( 2 0 1 5 ) 1 0— 0 0 1 0 — 0 2 混凝 土构件 在生产 和应用 中 由于受 到气候 、 环境 设计或施工原因， 经常面临开裂的风险。减缩剂是掺 人混凝土中防止其开裂的一种高分子材料。其在实际 应用中由于其特殊的分子结构， 对混凝土的性能产出 影响。负温混凝土由于服役环境恶劣， 其配合 比设计 与普通混凝土不同， 要求其具有早强、 防冻功能。这样 的特殊性促成负温混凝 土早期水 化加 速 ， 造成 开裂 的 风险， 所以进行减缩剂对负温混凝土力学性能研究， 对 提高减缩剂在冬期工程应用， 具有重要意义 。 ] 。。 1 原材料 水泥： 哈尔滨宾西产虎鼎 P ． 0 4 2 ． 5水泥； 掺合料： I 级粉煤灰； 细骨料： 细度模数 2 ． 8的中砂。 粗骨料 ： 粒径 5～ 3 1 ． 5 m m连续级配碎石 。 外加剂： L N C聚羧酸系高效减水早强防冻剂， S R A 型 ( 聚醇醚类 ) 减缩剂 ， 水为 自来水 。 2 试 验方案及方法 2 ． 1 新拌负温混凝土工作性试验 负温混凝拌和成型按照 G B ／ T 5 0 0 8 0— 2 0 1 1 《 普通 混凝土拌合物性能试验方法标准》 中规定执行。试验 配合 比如表 1 所示 。 表 1 负温混凝土配合 比 5组负温混凝土基准配合比相同， 减缩剂从 0 ％掺 量 开始每次增 加 0 ． 5 ％ 的掺量 ， 分别 测试 新拌 混凝 土 的坍落度。 2 ． 2 负 温混凝 土力学性能试验 负 温混凝 土采用三种养护制度 ， 分别 为标准养 护 、 (一 5 ℃) 恒负温养护、 (一l O ~ C) 恒负温养护。比较在 不同养护制度下 ， 减缩剂的不 同掺量对负温混凝土抗 压强度 的影 响。 3试验结果 3 ． 1 减缩剂掺量对新拌负温混凝土工作性的影响 负温混凝 土的原料称重 ， 搅拌 均在试 验室中进行 ， 新拌混凝 土出机温度 ： l 8 ℃。新拌负 温} 昆凝土 的坍落 度及含气量如表 2 所示 。 表 2 新拌负温混凝土性能 表 2试验结果表 明 ， 在 相 同配合 比和水 胶 比的新 拌混凝土， 随着减缩剂掺量的增加， 坍落度和扩展度都 成增大趋势。减缩剂掺量 0 ． 5 ％时， 坍落度与空 白混 凝土坍落度相等。掺量为 1 ％时， 坍落度增加 4 ． 2 ％。 掺量为 1 ． 5 ％时， 坍落度增加9 ． 6 ％。掺量为 2 ％时 ， 坍 落度增加 2 3 ％。 试验中发现， 空 白负温混凝 土初始坍落度达 到 1 6 ． 5 ， 有扩展度 ， 混 凝土具 有塑 性 ， 其工 作性 良好 。经 在试验室静停 3 0 m i n坍落度损失为 5 1 ％， 混凝土工作 性丧失 ， 不能满足泵送要求。随后负温混凝土加入减 缩剂后， 其坍落度的经时损失得到改善。随着减缩剂 李治 ： 减缩剂对负温混凝土强度和工作性能的影响 掺量 的增 加 ， 混 凝 土 经 时 损 失 不段 减 少。 当掺 量 为 1 ％时 ， 混凝土经 时损 失 为 1 6 ％。掺量 为 1 ． 5 ％ 时 ， 混 凝土经时损失为 8 ％。当掺量为 2 ％时， 混凝土经时损 失为 8 ． 8 ％ 。试验结果表 明减缩 剂掺量超过 1 ％时 ， 可 以有效提 高负温混凝 土的工作性 。 3 ． 2 减缩剂掺量 对负温混凝抗压强度 的影响 3 ． 2 ． 1 标准养护条件下不同掺量减缩剂对负温混凝 土抗压强度 的影 响 表 3 标准养护负温混凝土抗压强度 M P a 表 3试验结果表明， 减缩剂掺量为 0 ． 5 ％时， 标准 养护环境 下对混 凝土抗 压强度起 增强 作用 ， 当减缩 剂 掺量为 1 ％时， 负温混凝土各龄期抗压强度呈下降措 施 ， 当掺量为2 ％时， 3 d抗压强度降低 1 6 ． 7 ％， 2 8 d抗 压强度 降低 1 0 ． 4 ％。 3 ． 2 ． 2 负温养护条件对掺减缩剂的负温混凝土抗压 强度 的影 响。 表 4 (一 5 ~ C) 负温混凝土抗压强度 M P a 表 5 (一I O ~ C) 负温混凝土抗压强度 M P a 在 一 5 ℃恒负温养护条件下， 空白混凝土与掺减缩 剂的负温混凝土随着龄期的增长 ， 抗压强度也进行增 长。减缩剂掺量超过 1 ％时， 随着掺量的增加， 混凝土 抗压强度降低。当掺量为 2 ％时， 一2 8 d时强度降低 2 5 ％。 一 7+ 2 8 d抗压强度降低 1 5 ％， 见表4 。 试验结果表 明在 一1 0 ℃恒 负 温养护 条件 下 ， 混 凝 土受负温影 响 ， 水 化进 程 的极为 缓慢 。 一 2 8 d最 高抗 压强度 7 ． 6 M P a ， 最低抗压 强度 2 ． 9 M P a 。受减缩剂掺 量影响， 混凝土中防冻剂早强功能被减缩剂中组分抑 制 。早期抗压强度增长缓慢慢 ， 在恒负温环境下 ， 随着 减缩剂掺量的增加 ， 抗压强度呈下降趋势。负温转正 温后， 一 7+ 2 8 d抗压强度结果表明， 掺减缩剂的负温 混凝土抗 压强 度 均超 过 空 白的负 温 混凝 土 ， 见 表 5 。 分析原因： 减缩剂的功能通过降低毛细孔中的水的表 面张力， 而起到减缩的作用。在进行负温养护过程中， 减缩剂随着冻结的毛细水在水泥石内部重新分布， 与 空 白负温混凝土相 比， 其渗入到水泥石 内的范 围更广 。 改善 了负温混凝 土内部 的水 化环 境 。负温 转正 温后 ， 掺减缩剂的负温混凝土比空 白负温混凝土内部存在 更多的毛细水， 为强度增长创造了良好的环境。所 以 试验结果 ， 掺减缩剂的负温混凝土强度较高 。 4结语 ( 1 ) 由于减缩剂中含有羧酸类分子， 对混凝土 具有缓凝作用。其掺量对负温混凝土的工作性具有提 高作用， 减缩剂掺量在 0 ． 5 ％ ～ 2 ％范 围内， 随着掺量 的增加， 混凝土的工作性得到改善 ， 坍落度增加 ， 经时 坍落度损失减少。试验中发现含气量随着减缩剂掺量 的增加而增加。当掺量为 2 ％时， 负温混凝土含气量 增加过量 ， 其含气量明显超过规范要求。 ( 2 ) 在标准养护条件下 ， 减缩剂掺量为 0 ． 5 ％ 时 ， 混凝土早期强度增长迅速 ， 2 8 d混凝 土抗压强 度超 过未掺减缩剂的混凝土。掺量超过 1 ％时， 混凝土强 度下降。在负温养护条件下， 减缩剂不能促进负温混 凝土在恒负温下强度增长 ， 但负温转正温后 ， 由于冻结 使负温混凝土内部毛细水重新分布， 减缩剂降低毛细 孔中水的表面张力， 使负温混凝土 一7+ 2 8 d抗压强度 得到增强 。 参考文献 [ 1 ] 朱卫 中． 负温混凝土科学技术研究再反思 [ J ] ． 低 温建 筑技术 ， 2 0 0 2， ( 3 ) ： 3—6 ． [ 2 ] 朱卫 中． 负温 高强混凝 土技术 研究 进展 [ J ] ． 低 温 建筑技 术 ， 2 0 0 5， ( 4 ) ： 4—8 ． [ 3 ] 王迎飞 ， 黄雁飞． 减缩剂对高性能砼收缩开裂性能影 响的研究 [ M] ． 硅酸盐通报 ， 2 0 0 6， 2 5 ( 3 ) ： [ 4 ] 巴恒静， 高小健． 约束条件下高性能砼的早期开裂[ J ] ． 混凝土 ，2 0 0 5， ( 5 ) ： 3— 6 ． [ 收稿 日期 ] 2 0 1 5— 0 6—1 6 [ 作者 简介】 李治 ( 1 9 7 7一)， 男 ， 哈 尔滨人 ， 高 级工程 师， 研 究方 向： 建筑工程 。