聚羧酸系复合防冻剂的研制

摘要

聚羧酸系高效减水剂是一种具有减水率高、掺量低和环保等优点的外加剂,是外加剂行业大力推荐的产品。但是在聚羧酸系减水剂基础上复配防冻剂的各组分复合性能研究在国内还未见详细系统的报道。要大量推广聚羧酸系减水剂,必须对目前北方广大地区冬期施工时聚羧酸系减水剂与防冻组分、早强组分、引气组分进行详细系统的研究,进而提高冬期施工混凝土的工作性能和耐久性能。
　　 本课题选用两种具有代表性的聚羧酸减水剂和不同类型的早强防冻组分、引气组分复合。首先两种聚羧酸减水剂按照不同比例复合,研究其对新拌混凝土和硬化混凝土的影响,选取效果较好的减水组分。其次选取相容性好的早强防冻组分与减水组分依据不同组合方式和比例进行复配,采用水泥胶砂试验系统研究了复配产品在-10℃养护和标准养护条件下的强度发展规律,优先选出几种能够显著改善砂浆防冻性能的防冻体系。对选出的防冻体系,按照行业标准进行检测,结果表明以聚羧酸系减水剂为基础配制的防冻剂各项性能均能满足并超过了行业标准规定。用SEM进行微观分析,探讨聚羧酸系防冻剂的防冻机理。最后分别配制掺萘系与掺聚羧酸防冻剂C10～C60低温防冻混凝土,检测混凝土拌合物工作性和硬化混凝土的力学性能,结果表明各项指标均优于当下广泛使用的萘系减水剂为基础配制的防冻剂,尤其在中高强混凝土中效果更佳。
　　 本课题研制的低碱、无氯、高减水率的防冻剂具有显著的防冻早强效果,防冻剂掺量达到3.0％时,减水率可接近20％,可用于-15℃的实验室环境温度下,可满足实际环境条件为-20℃的施工要求。掺量为2.0％时,减水率也达到18％以上,可用于-10℃的实验室环境温度下,可满足实际环境条件为-15℃的施工要求,尤其对于C40以上的中高强混凝土效果更佳,可以满足我国广大北方地区的冬期施工。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题研究背景

1.1.1 混凝土冬期施工及受冻模式

1.1.2 冬期施工方法

1.1.3 防冻剂的分类

1.1.4 防冻剂的研究现状

1.1.5 现阶段防冻剂存在的问题

1.2 课题研究方案与试验主要内容

1.2.1 课题研究方案

1.2.2 试验主要内容

1.3 课题研究的目标

第2章 原材性能试验及试验方法

2.1 原材性能试验

2.1.1 水泥

2.1.2 粉煤灰

2.1.3 集料

2.1.4 拌合水

2.1.5 化学外加剂

2.2 试验方法

第3章 聚羧酸系减水组分的基本性能研究

3.1 聚羧酸系减水剂与水泥基材的相容性研究

3.2 聚羧酸系减水剂对混凝土工作性能和力学性能的试验结果与分析

3.2.1 混凝土拌和物工作性能的试验结果与分析

3.2.2 混凝土力学性能的试验结果与分析

3.3 小结

第4章 聚羧酸系减水组分与早强防冻组分适应性研究

4.1 早强防冻组分

4.1.1 有机早强防冻组分

4.1.2 无机早强防冻组分

4.2 各种早强防冻组分的适应性研究

4.3 不同体系的胶砂防冻性试验

4.3.1 正交设计因素水平确定

4.3.2 PC-1-乙二醇体系的正交试验结果与分析

4.3.3 FH-乙二醇体系的正交试验结果与分析

4.3.4 PE-1-甲醇体系的正交试验结果与分析

4.3.5 PE-1-乙二醇体系的正交试验结果与分析

4.4 小结

第5章 聚羧酸系减水组分与引气组分适应性研究

5.1 试验方法

5.2 复配聚羧酸减水组分的引气剂种类及掺量确定

5.2.1 引气剂在混凝土配合比中掺量范围的确定

5.2.2 引气剂适宜掺量下对混凝土含气量保持性的影响

5.2.3 引气剂适宜掺量下对混凝土工作性能的影响

5.2.4 引气剂适宜掺量下对混凝土强度的影响

5.2.5 引气剂适宜掺量下对混凝土抗冻性能的影响

5.3 小结

第6章 复合防冻剂的研制

6.1 复合防冻剂的设计

6.2 复合防冻剂对混凝土性能的影响

6.2.1 掺量为3％环境温度为-10℃混凝土性能试验

6.3.2 掺量为3％环境温度为-15℃混凝土性能试验

6.3.3 复合防冻剂掺量为2％环境温度为-10℃混凝土性能试验

6.3.4 复合防冻剂作用微观试验与机理分析

6.4 低温掺复合防冻剂的比较试验

6.4.1 混凝土配合比的确定

6.4.2 C10～C35混凝土配合比的确定

6.4.3 C40～C60混凝土配合比的确定

6.4.4 成本分析

6.5 小结

第7章 结论与尚需有待研究的工作

7.1 结论

7.2 尚需有待研究的工作

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文