聚羧酸系混凝土防冻剂的.研究

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1、独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。獬：驰址醐：丑且7关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。

2、(保密的论文在解密后应遵守此规定)签名：——敞导师签名：—呈咀日期：J盟1第1章绪论暑曼曼I_I鼍曼蔓曼曼曼皇曼量曼曼曼曼曼!曼曼曼曼!曼曼第l章绪论作为传统工程结构材料之一，混凝土在我国2000年中的用量达20亿立方米【卜41。如此用量之大、数量之多是新材料所不能比拟的。虽然混凝土仍然面临着节能降耗、绿色环保、自重、高脆低韧、功能单一、耐久性以及体积稳定性等问题，但它在未来社会中的地位与作用仍是其他材料所不能代替的，混凝土仍将是现阶段应用最为广泛的建筑材料，有着广阔的应用前景。上个世纪以来，以混凝土为建筑材料的工程结构得到迅速发展，围绕着材

3、料技术与施工水平，混凝土技术发展经历了从大流动性、塑性、半干硬性与干硬、高流态到高强、高耐久、无污染绿色高性能混凝土的发展过程【5．7】。新世纪混凝土的可持续发展战略得力措施之一就是要增强混凝土结构的耐久性，耐久性是指达到设计指标的混凝土经过长年的使用而不毁坏，能够继续服役于工程环境并且对侵蚀环境有一定的抵抗力，保持其适用性。人们对耐久性问题的认识主要是出自于经济因素和安全因素的考虑。在西方发达国家，每年用于结构维修费用占建筑总投资的40％以上【8】。在我国新建的混凝土公路或大桥5"-'10年就要进行一次大修，而每公里的维修费用至少要在100

4、万元以上19】。所以对于混凝土结构工程来说，材料耐久性设计应该放在与力学性能、工程造价一样重要的位置，其中冻害性是影响混凝土耐久性的一个最重要的因素。混凝土冬施中，掺加混凝土防冻剂是将冻害给混凝土耐久性带来的不利影响降到最低的一种最为直接有效的方式之一。目前国内外常用的防冻剂主要是氯盐、亚硝酸盐、硝酸盐、碳酸盐、尿素等，以及它们的复合物。这些防冻剂均能降低水的冰点，并能使混凝土在负温下发展强度，但它们掺量均较高，对混凝土的耐久性等会产生不同程度的不利影响，如Cl一导致钢筋锈蚀，K+、Na+产生碱骨料反应，混凝土绝缘性下降，表面产生盐析长毛现象

5、，有些防冻剂还能释放出NI-13等有毒气体，对室内环境造成严重污染等。因此解决以无机盐为主要成分的防冻剂存在的问题，研究低掺量低碱无氯早强防冻剂对发展绿色高性能混凝土具有非常重要的现实意义。因此本课题的研究不仅仅是解决冬季施工工程实践中解决这些问题的需要，也是低温混凝土材料体系科学理论自身发展的需要。1．1课题研究背景混凝土的抗冻耐久性引起国内外学者的兴趣，不仅因为它是影响混凝土使用寿命与服役质量的一个非常重要的因素，同时也因为混凝土的冻害发生的范围及其广泛。我国地域辽阔，有相当大的部分处于严寒地带，不少建筑物出现了冻融北京T业大学T学硕．}

6、：学位论文破坏现象。混凝土冻融破坏是我国建筑老化病害的主要问题之一，严重影响了建筑物的长期使用和安全运行，为使这些工程继续发挥作用和效益，深入研究混凝土的冻害机理、冻坏形式、影响因素、改善措施并开发新型的抗冻性良好的混凝土具有非常重大的经济效益和社会效益。混凝土在负温或低温下施工的一个重要问题是强度发展非常缓慢，且负温可引起水的相变而使体积膨胀，从而使混凝土遭受极为严重的破坏。混凝土受冻破坏概括起来有以下四个不同阶段。(1)初龄受冻。即混凝土在初凝前受冻。解冻后对其后期强度的发展无明显影响。(2)幼龄(初凝．终凝期间)受冻。此时混凝土已初步形

7、成结构，受冻可能使结构遭受不可恢复的损坏，从而使混凝土后期强度损失30％"-'40％。(3)成龄受冻。此时混凝土的强度已经达到能抵抗受冻破坏的程度，即已经形成临界强度，其后期强度可以没有损失或损失最多不超过5％，且耐久性也不会降低。(4)后期受冻。即混凝土已达到设计强度后的受冻，这实质上已属于混凝土抵抗冻融作用的耐久性问题。对于冬季施工来说，主要是解决前三种受冻，一个总的目标就是使新拌混凝土浇注后能够安全地度过第一种、第二种受冻模式而形成较理想的第三种受冻状态，保证混凝土强度在受冻前能达到临界强度【lo】。长期以来，人们通过工程实践，总结了不

8、少有效的防冻经验，冬期混凝土施工方法可归纳为以下几种方法【Ilf12】：(1)加热法加热法主要是在搅拌混凝土时对原料进行加热的一种施工方法，主要有四种：1)材料预热