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混凝土知识|要混凝土不冻还是防冻剂不冻?

2018-12-17 12:06 5

混凝土搅拌站技术员甲听到外加剂厂技术员乙今天出的讨论话题,感叹道:“哇塞,你今儿这谈话的题目就有点意思!”

乙说:“每年一到冬天、搅拌站的人与外加剂厂的人不就争这点事吗?”

甲说:“可说也是呐,外加剂都冻了,能叫混凝土不冻吗。”

乙说:“哈,这话就不是一两句说得清的了。你说混凝土不冻是什么意思?”

甲说:“这话一句还能说得清。混凝土中有水就是没冻,因为有水,水泥水化反应就能继续进行,也就是混疑土没受冻。”

乙说:“对,让水在混凝土中到了零度还不结冰,我们就得⋯⋯”

甲说:“等等,我纠正你一下,混凝土里的水到了零度不会成冰。因为一部分水渗到水泥颗粒缝隙中,而缝实在太窄了,水在里面产生毛细管作用,冰点就下降很多。”

乙说:“你是对的。我应把话改成要让混凝土里水不成冰就得加些化学药品,比如盐、亚硝酸钠什么的,溶到水中增大了拌合水的离子浓度,冰点就下降了。”

甲说:“还有,得让混凝土喝点酒,还得是假酒。”

乙说:“哈,你还记得前面发的混凝土喝酒那篇文章哪。可是要让水的冰点降低,要加进去的药量很大。比如亚硝酸钠,在180公斤水里加到32公斤,溶液开始结冰,温度是-6摄氏度。这么算下来,1吨溶液中至少要含142公斤亚硝酸钠。”

甲说:“不过据我的经验,这点亚硝酸钠足以让10摄氏度的混凝土冻不坏。”

乙说:“对对,这就说明,我们加防冻剂降低水的冰点只是目的之一。其实更重要的是让水别全冻成冰,要留下更多的液态水好让水泥继续水化反应,即所谓部分成冰论。”

甲说:“还有别的吗?”

乙说:“还有,这第三个目的就是水中加了某些物质以后,冰晶体就不再是整块的,而是比较松散。亚硝酸钠溶液的冰晶是针状,而且是互相乱插在一起的一团,像剁了两刀的鸭架子,当中还有絮状冰填充,像没剔干净的鸭肉。”

甲说:“唉,你就是忘不了吃,混凝土块到了你那儿也变成肉了。”

乙说:“这是冰晶改变论。冬施用的防冻泵送剂就同时应用了这三种方案,所以能只用少量的防冻剂就达到让混凝土不冻坏的目的。”

甲说:“要能同时达到混凝土不冻和防冻剂不冻就再好不过了。”

乙说:“这在传统高效减水剂为母料的防冻泵送剂里比较容易,可在聚羧酸为母料的防冻剂里要兼顾两种需要还做不到。”

甲说:“什么叫传统高效减水剂?”

乙说:“就是指从1960年萘磺酸盐甲醛缩合物第一个专利开始发明的一系列磺酸基高效减水剂。他们在复配成防冻剂时本身用量-就大,再加上大量起防冻作用的无机盐,如亚硝酸钠,能使溶液整体浓度很高,水的化学活性较低,混凝土强度上得慢。”

甲说:“有资料说,亚硝酸钠可以使水在19摄氏度才冻冰。”

乙说:“嗬,到了那么低温度,1吨溶液里亚硝酸钠就得占380公斤。”

甲说:“是啊,传统高效配的防冻剂总是感觉很稠、相当黏,不过零摄氏度也不结冰。”

乙说:“里面防冻组分的量加得不够时也会出现冰碴。不过黏度这么大的溶液会使冰晶结构有很大变化,既使结冰了也不瓷实,很容易融化。”

甲说:“在外加剂罐里是这样,可在输送管里还是冻得厉害,既使不全是冰,那许多结晶也把管子堵死了。”

乙说:“所以在北方,人们总是在料罐里装上搅拌机或者装蒸汽加热管;而在输送管一端还得装回水阀,让剩余的液体流回料罐。总之比较麻烦。”

甲问:“如果是聚羧酸减水剂呢?”

乙说:“PC(聚羧酸、下同)剂的原料是聚醚,本身有降低冰点的作用。因为浓度不同,所以降低的冰点就不同。用仪器测得浓度10%的PC剂冰点是-6摄氏度。可我也有点搞不懂,有位技术员在PC剂里加了20公斤葡钠以后,才-5摄氏度就冻得咯嘣咯嘣的了。”

甲问:“要想不冻呢?”

乙说:“这位技术员继续试。结果在上面说的溶液里加了50公斤亚硝酸钠还冻呢,接着往溶液里兑了些‘三乙’,24小时后也就表面上冻了薄薄一层,冻更长时间冰就逐渐变厚了。”

乙接着说:“如果用100公斤-乙二醇的话,在-10摄氏度环境中,这种溶液是不冻的。但你要让混凝土不冻坏,只用不到50公斤就够了。我要特别说明一下,表面见冰棱无妨,防冻组分仍存在溶液中。而且由于水分蒸发掉一部分,剩下的溶液浓度反而更高,更不易冻冰。后者成本可就低多了。”

甲问:“加这么大量的防冻剂会影响混凝土强度吧?”

乙说:“肯定有影响,退一步讲,也是使混凝土大大缓凝,你还得用促凝剂调整。”

乙问:“验收强度会不合格吗?”

甲说:“PC剂做母料的还行,但用传统型高效剂做母料就难说了,但7天强度几乎都达不到要求。由于设计混凝土配合比时强度富余都留得大,实际结构自然养护时间长,有些损失就不太明显。”

乙问:“这属哪门学科?”

甲说:“属硅酸盐物理化学。你问这干吗,打算深造吗?”

乙说:“回头上网订本书瞧瞧呗。”

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