冬期施工混凝土表現(xiàn)的復(fù)雜化及流態(tài)化,已被工程實(shí)踐所證實(shí),點(diǎn)為混凝土的應(yīng)用向高等級(jí)發(fā)展,表現(xiàn)過程為WPC減少,用水量減少或水泥用量增加;第二點(diǎn)混凝土拌制后呈高流態(tài)化施工,表現(xiàn)為高效減水劑的應(yīng)用及礦物摻和料的應(yīng)用,此時(shí),混凝土的配合比表現(xiàn)為上述組分固定模式,但在冬期施工中采用防凍劑的負(fù)溫混凝土則應(yīng)另外加入防凍劑,這樣研究防凍劑的摻量問題就顯得十分重要。
1防凍劑摻量的表示
我國防凍劑的應(yīng)用是向前蘇聯(lián)學(xué)習(xí)的結(jié)果,由于20世紀(jì)50年代~70年代混凝土施工技術(shù)的落后,多分散在工地作業(yè),用簡單的重量法表示即防凍劑的摻量為占水泥重百分?jǐn)?shù)即可,此法便于準(zhǔn)確稱量、施工方便故一直沿用至今,但仔細(xì)研討起來,此種表示方法是否合理,尤其在現(xiàn)在混凝土多為軟基相,膠結(jié)材及水泥相應(yīng)增多的條件下,是值得懷疑的,舉例說明,如在C20級(jí)混凝土中,水泥用量為310kgPm3,采用黑龍江省低溫所中試廠生產(chǎn)的WN-D型復(fù)合防凍劑施工,-10e時(shí)占水泥重6%,-15e時(shí)占水泥重9%,則每立方米混凝土中應(yīng)摻入1816kg(-10e)與2719kg(-15e),很顯然,在C40級(jí)混凝土中,水泥用量已達(dá)440kgPm3。試驗(yàn)證明,-10e摻入2614kgPm3及-15e摻入3916kgPm3,混凝土的強(qiáng)度將會(huì)大幅度降低,究其原因是310kgPm3水泥用量的混凝土WPC為0160~0165,而440kgPm3水泥用量的混凝土WPC為0150~0155,此時(shí),用水量減少,防凍劑液相濃度過大,防凍劑用量過多而導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度下降,從這一角度來說,防凍劑摻量又應(yīng)表示為占水重百分比。
2防凍劑摻量如何估算
在研究前蘇聯(lián)允許成冰率學(xué)說的基礎(chǔ)上給出的防凍劑摻量計(jì)算公式:
式中:A--防凍劑摻量,占水泥重%;
CK--與冰平衡的防凍劑溶液的最終濃度,重量%;
W/C--水灰比;
I--允許成冰率,%;
dt--原始水溶液密度,gPcm3。
若為應(yīng)用方便,考慮t溫度時(shí),防凍劑為某一固定摻量,如WN-D在-10e摻6%,防凍劑的液相濃度應(yīng)為Ct,則(1)式可以表示(2)式:
按照庫茲明的允許成冰率說,當(dāng)摻防凍劑的混凝土內(nèi)部含有50%的冰時(shí),防凍劑能將這些冰岐化,并改變冰晶晶型及大幅度降低冰的凍脹應(yīng)力,此時(shí),混凝土強(qiáng)度不會(huì)受影響,且防凍劑摻量達(dá)到值,故(2)式轉(zhuǎn)化為(3)式:
借助于(3)式的思想,給出了比(3)式計(jì)算及應(yīng)用上更方便的公式:
借助于(3)式的思想,給出了比(3)式計(jì)算及應(yīng)用上更方便的公式:
式中:B-水泥品種影響系數(shù),硅酸鹽及普通硅酸鹽水泥為1;礦渣硅酸鹽水泥大于1,由試驗(yàn)確定;
K-防凍劑摻量系數(shù);
T-環(huán)境負(fù)溫溫度值,實(shí)際應(yīng)為防凍劑設(shè)計(jì)溫度值。
而(4)式說明,防凍劑的摻量與防凍劑的負(fù)溫設(shè)計(jì)溫度及WPC成正比,這也就是說,在防凍劑的規(guī)定負(fù)溫溫度下,養(yǎng)護(hù)溫度越低防凍劑摻量越大,WPC越小,防凍劑摻量越小,這符合現(xiàn)代混凝土發(fā)展的實(shí)際情況,公式的思想是正確的。
3 WN-D型防凍劑摻量估算
WN-D型防凍劑系由多種防凍組分、引氣組分、早強(qiáng)組分、減水組分等復(fù)配而成,可摻入混凝土為C20~C60級(jí),其摻量及其試驗(yàn)結(jié)果列于表1。
不同水灰比時(shí)摻量估算按公式(4),取B=1,計(jì)算參數(shù)-15e,9%;-10e,6%;-5e,3%,WPC=0.60,則K值計(jì)算列于表3。
由表3則可計(jì)算出不同混凝土設(shè)計(jì)等級(jí),在不同負(fù)溫下WN-D防凍劑的摻量(以占水泥重表示)列于表4。
按照表4驗(yàn)算的每立方米混凝土中防凍劑的摻量,當(dāng)WPC=0160時(shí),C20等級(jí)的混凝土,C=310kgPm3,WN-D摻量2719kgPm3<30kgPm3;當(dāng)WPC=0140時(shí),C45等級(jí)混凝土,C=470kgPm3,WN-D摻量2812kgPm3<30kgPm3;滿足WN-D在負(fù)溫混凝土中的使用要求。同時(shí),表4也能較好地反映出防凍劑確應(yīng)隨水泥用量增多而下降的規(guī)律,這樣工地應(yīng)用時(shí),只需查表4,便可使用。
4結(jié)語
（1）防凍劑的摻量按占水泥重量表示時(shí),其摻量是隨水泥用量增加而增大,這不符合實(shí)際負(fù)溫混凝土情況,當(dāng)防凍劑摻量按占水重表示時(shí),表現(xiàn)為與WPC成正比,即WPC降低,防凍劑摻量減小,這符合實(shí)際負(fù)溫混凝土情況。
（2）工程上采用WN-D型防凍劑施工時(shí),當(dāng)氣溫在-5~-15e時(shí),從C20~C40級(jí)范圍內(nèi)可按WPC的變化進(jìn)行計(jì)算,防凍劑的摻量隨WPC降低而減少,-15e時(shí),防凍劑的摻量變化于占水泥重910%~610%之間,且不超過30kgPm3與WN-D型防凍劑實(shí)際應(yīng)用情況符合,可以指導(dǎo)施工。
標(biāo)簽：防凍劑
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