增稠剂对混凝土气泡参数及抗冻性的影响

发布时间：2020-09-15 11:57

　　我国北方地区每年的冬季长达3-6个月,实际工程混凝土因遭受冻融破坏,使结构过早失效甚至倒塌破坏。由于施工过程中新拌混凝土通常经过较长时间的运输、泵送及振捣操作,会发生一定程度的离析泌水导致原有的气泡体系结构破坏,造成实际工程中的混凝土结构抗冻性严重低于实验室设计水平。因此,研究如何提高严寒地区实际工程中的混凝土抗冻性有重要意义。本文分析了混凝土中气泡运动与稳定的机理,研究了在不同的增稠剂种类及掺量下,对新拌混凝土性能的影响,以及立式浇筑下成型的混凝土在上、中、下三个高度的范围内气泡参数和抗冻性的影响。研究结果表明:随着三种增稠剂HPMC、PAM和黄原胶掺量的增加,屈服剪切应力都先减小后增大,而塑性粘度一直增大。浆体的表面张力值取决于引气剂掺量、减水剂掺量和增稠剂的分子结构及掺量。气泡的运动与稳定和浆体的流变参数有关。浆体中上浮的气泡半径存在一个临界尺寸,主要取决于浆体极限剪切应力,气泡最大运动速率与浆体粘度成反比。浆体流变参数存在合理的阈值,合适的粘度可以减缓液膜排液,增强表面膜强度,提高气泡稳定性。在合适的HPMC、PAM和黄原胶掺量下,试件上、中、下气泡间距系数降低30%-50%,气泡平均半径均出现一定程度的下降,合适的增稠剂掺量与混凝土水胶比、胶凝材料用量以及增稠剂的分子结构有关。HPMC对于气泡间距系数的降低最为明显,气泡稳定效果最好。混凝土强度等级为C35时,在合适的HPMC、PAM和黄原胶掺量下,试件的抗冻等级明显提高,试件上、中、下部的抗盐冻性能更好。HPMC和PAM对抗冻性的提高较明显。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM755
【部分图文】：

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哈尔滨工业大学工程硕士学位论文物分子之间的缠结，增稠剂分子的侧链在相邻的情况下会相互吸结构开始形成并缠结，阻止了自由水发生迁移，使系统的粘度增接，聚合物会与浆体中的水泥颗粒之间发生表面吸附，使颗粒直了聚合物链在移动时受到的阻力，在浓度更大时，颗粒之间发生 VEA-水泥颗粒、VEA-水、VEA-VEA 的网状结构，如图 1-1、1

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图 1-2 三维网状结构示意图[13]mi M 和 Hossain KMA 等人在水泥浆中掺入了 4 种新型多糖增稠量增稠剂和减水剂复合作用下对水泥浆流变性、稠度及冲刷质增稠剂掺量和减水剂对稳定自密实混凝土（SCC）的流变性能和[17]。Ibrahim IE 等人研究了黄原胶、威兰胶、纤维素醚作用下自凝材料用量的可能性，通过坍落度、筛分、渗透及离析泌水等试剂掺量下自密实混凝土抗离析性能提高，泌水率降低，其掺量与有关[9]。Beata 对高性能自密实混凝土掺增稠剂和引气剂后的含了研究，发现引气剂的类型对高性能自密实混凝土的气泡参数uendeM 等人发现自密实混凝土中的空气含量取决于水泥基材料性和粘度[18]。 Dale P 等人针对降低水胶比和掺加细颗粒（如硅粉）来提高混凝法，提出通过利用纳米尺寸的增稠剂，使孔中溶液的粘度显著增提高混凝土耐久性。通过对溶液的粘度及含有 KCI 溶液的电导率寸的增稠剂可以降低扩散系数，提高耐久性[19]。

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哈尔滨工业大学工程硕士学位论文.1.4 减水剂和引气剂试验采用的减水剂为大连西卡建筑材料有限公司生产的复合型聚羧酸减水剂，水率为 30%，固含量为 18%，含气量为 2.1%。试验采用日本竹本油脂中国苏州公司出产的 AEA-2 引气剂，无色透明液体。.1.5 增稠剂本课题采用的 3 种增稠剂为：阴离子聚丙烯酰胺（cpolyacrylamids，简写为AM）、羟丙基甲基纤维素（hydroxypropylmethylcellulose，简写为 HPMC）和黄原（xanthan gum，简写为 XG）。羟丙基甲基纤维素（HPMC）属于非离子型纤维混合醚，分子式及空间结构如下图 2-1；阴离子型聚丙烯酰胺（PAM）为白色粉，分子式及空间结构如下图 2-2；黄原胶是一种天然多糖类，分子式及空间结构下图 2-3。

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