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文摘：本文介绍利用聚羧酸高性能减水剂配制防冻泵送剂，液体产品低负温下具有很好的稳定性，配制的混凝土具有良好的抗冻害性能及在哈尔滨西客站工程的冬期施工中的应用情况，同时对制定防冻泵送剂的行业标准进行了探讨。
关键词：聚羧酸高性能减水剂；防冻泵送剂；负温稳定性；-15℃；冬期施工
中图分类号： TH3 文献标识码： A 文章编号：
1 前言
聚羧酸类高性能减水剂大量用于工业与民用建筑、市政工程、桥梁隧道、公路、铁路和水利等工程的冬期混凝土的施工中。冬期施工的泵送混凝土、商品混凝土要求混凝土外加剂在具有泵送功能的基础上，同时要具有防冻功能，使泵送施工的混凝土早期免遭冻害，混凝土强度能正常发展。
聚羧酸类高性能减水剂从分子结构、作用原理和在混凝土中的表现行为与传统减水剂有很大区别。我们针对哈尔滨西客站工程的冬期施工，结合施工单位对外加剂的掺加量及技术性能要求，我们对采用聚羧酸系高性能减水剂配制冬期施工用的混凝土防冻泵送剂进行了大量的试验研究，制备出了具有良好的低负温条件下储存稳定性、抗冻害能力等优异性能的防冻泵送剂，满足了哈尔滨西客站的冬期施工要求。
哈尔滨西客站是新建铁路哈大客运专线的重要组成部分，主体工程预计投资53.3亿元，设计规模为18个站台面22线，站房综合楼总建筑面积在70000平方米，将建设成为一座现代化的铁路枢纽客站。
哈尔滨西客站的工期紧，即使严寒季节施工也不能停，冬期施工周期较长，自2010年10月下旬开始进入冬期施工，2011年春节前一直干到2011年1月下旬。哈尔滨及整个东北地区在冬季的气温很低，最低达到零下30多度，对于我们山东地区的外加剂生产厂来讲，如何能把液体外加剂送到哈尔滨，给我们液体外加剂的运输带来了很大的难度，经过研究攻克了这一难题，确保了外加剂的及时供应，使工程的冬期施工非常顺利。
2 NC-3型防冻泵送剂的性能
2.1试验材料
水泥：基准水泥
防冻泵送剂：山东省建筑科学研究院混凝土外加剂厂生产的NC-3防冻泵送剂
骨料：细骨料，泰安河砂，细度模数2.6~3.0；粗骨料，济南产石灰岩碎石，粒径5~10mm和1~20mm。符合《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52-2006的要求。
水：自来水，符合《混凝土拌合用水标准》JGJ63-2006的要求。
2.2 试验方法与结果
试验方法主要依据：
《混凝土外加剂》GB8076-2008，《混凝土防冻剂》JC475-2004，《混凝土泵送剂》JC473-2001，《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB50080-2002，《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB50081-2002。
按照《混凝土防冻剂》JC475-2004规定的试验方法进行，水泥用量为330kg/m3。同时按照《混凝土外加剂》GB8076-2008规定检验泵送剂的混凝土配合比，水泥用量为360kg/m3，检验掺加防冻泵送剂的混凝土抗冻害性能时，受检混凝土的养护按照《混凝土防冻剂》JC475-2004规定的试验方法进行。试验结果见表1。
表1 按照和參照《混凝土防冻剂》JC475-2004检验掺加防冻泵送剂混凝土的性能
2.3 试验结果分析
2.3.1液体防冻泵送剂的负温下存储稳定性
液体复配产品应该具有良好的稳定性。不得出现浑浊、分层沉淀、析晶现象；同时具有良好的叠加协同效应，使其具有更加优异的技术性能，使某些性能得到改善或者提高 。
由于聚羧酸系高性能减水剂具有独特的性能，和其它化学外加剂的复配存在相容性问题。经过大量试验研究，研制出由聚羧酸系高性能减水剂与有机、无机防冻组份复配而成的NC-3防冻泵送剂，在低负温下具有良好的稳定性。
外加剂在负温下存储稳定性试验：将盛有500g液体外加剂的杯子放入规定温度下的冷冻箱中，观察外加剂在规定时间的变化情况。结果表明，把NC-3防冻泵送剂放入-10℃的冰柜中贮存7天不产生析晶现象，外观无明显变化。可见NC-3防冻泵送剂在负温下不结冰、不沉淀、不析晶，在低负温下具有良好的稳定性能。外观无明显变化，同时也直观的反应了防冻剂对降低溶液冰点的作用。
众所周知，哈尔滨及整个东北地区在冬季的气温很低，最低达到零下30多度，雨雪天气多，道路交通不便，外加剂从山东运到哈尔滨需要3~5天的时间，对于我们山东地区的外加剂生产厂来讲，把液体外加剂送到哈尔滨是有很大的难度，经过研究攻克了这一难题，确保在运输过程中液体外加剂的状态不发生变化，保证了外加剂的及时供应，使工程的冬期施工非常顺利。
2.3.2混凝土拌和物性能
冬期施工，在低温或负温下混凝土的流变性能与常温下的不同，防冻组份、早强组份会造成混凝土的坍落度损失过快、坍落扩展度过小，表现出混凝土具有一定的坍落度值，但混凝土明显流动性很差。我们在研究NC-3防冻泵送剂时，充分考虑了这一问题，使掺加NC-3防冻泵送剂配制的混凝土，当出机坍落度200mm左右时，60min坍损值只有10～30mm，很好地解决了混凝土坍落度损失问题。
2.3.3混凝土标养强度
由表1可见，在标准养护条件下，水泥用量为330kg/m3，基准混凝土和受检混凝土都为小坍落度，28d抗压强度比为144％~152%。
由表1还可看出，在标准养护条件下，水泥用量为360kg/m3。坍落度为200mm的受检混凝土与坍落度为95mm的基准混凝土相比，28d抗压强度比为138％~144%；坍落度为200mm的受检混凝土与坍落度为195mm的基准混凝土相比，28d抗压强度比为150％~155%。
可见，NC-3防冻泵送剂显著提高混凝土强度。
2.3.4混凝土抗冻害性能
由表1可见，水泥用量为330kg/m3，基准混凝土和受检混凝土都为小坍落度。在规定温度为-10℃条件下养护，抗压强度比，-7d为19.6%，-7+28d为136％；在规定温度为-15℃条件下养护，抗压强度比，-7d为16.8％，-7+28d为120％。
由表1还可看出，水泥用量为360kg/m3，基准混凝土为小坍落度，掺加防冻泵送剂的受检混凝土为大坍落度。在规定温度为-10℃条件下养护，抗压强度比，-7d为15.4％，-7d+28d为129％；在规定温度为-15℃条件下养护，抗压强度比，-7d为14.2％，-7+28d为122％。
水泥用量为360kg/m3，基准混凝土和掺加防冻泵送剂的受检混凝土都为大坍落度。在规定温度为-10℃条件下养护，抗压强度比，-7d为16.6％，-7d+28d为140％；在规定温度为-15℃条件下养护，抗压强度比，-7d为15.4％，-7+28d为132％。
还可以看出， -7d抗压强度在4MPa以上，达到《建筑工程冬期施工规程》JGJ中关于负温混凝土抗冻临界强度不低于4MPa的要求。
总之，按照《混凝土防冻剂》JC475-2004规定的试验方法进行，NC-3防冻泵送剂完全满足要求。按照《混凝土外加剂》GB8076-2008规定检验泵送剂的混凝土配合比，水泥用量为360kg/m3，基准混凝土坍落度为(100±10)mm，掺加防冻泵送剂的受检混凝土坍落度为(190±10)mm，检验掺加防冻泵送剂的混凝土抗冻害性能时，受检混凝土的养护按照《混凝土防冻剂》JC475-2004规定的试验方法进行，也能满足要求，可以参照这一试验方法来检验防冻泵送剂的性能。
3 在哈尔滨西客站工程中应用
3.1工程概况
哈尔滨西客站主体工程预计投资53.3亿元，设计规模为18个站台面22线，站房综合楼总建筑面积在70000平方米。
中铁建设集团有限公司、中铁十三局、中铁二十局、中铁十局施工，哈尔滨西客站的工期紧，自2010年10月下旬开始进入冬期施工，2011年春节前一直干到2011年1月下旬，经过了哈尔滨严寒的冬季，即使零下30多度也在施工。
哈尔滨及整个东北地区在冬季的气温很低，最低达到零下30多度，对于我们山东地区的外加剂生产厂来讲，如何能把液体外加剂运输到哈尔滨是一大难题，经过研究攻克了这一难题，确保了外加剂的及时供应，使工程的冬期施工非常顺利。
3.2 混凝土原材料
本项工程所用的较为典型的材料，见表2：
水泥：黑龙江省宾州水泥有限公司的低碱P·O 42.5；
粉煤灰：哈尔滨三电建材原料有限责任公司的Ⅰ级和Ⅱ级粉煤灰；
砂：五常拉林镇红星砂场的天然砂；
碎石：玉泉伟宏二采石场的两种碎石，使用时按照8:2配成连续级配的5mm~25mm碎石；
外加剂：山东省建筑科学研究院生产的NC-3防冻泵送剂。黑龙江省寒地建筑工程质量检测中心按照JC475-2004检验，规定溫度-10℃：抗压强度比。-7d为18%，-7+28d为97%；规定温度-15℃：抗压强度比，-7d为1,5%，-7+28d为91%。
表2所用的较为典型的材料
3.3 混凝土配合比与性能
混凝土配合比见表3。其中序号为7的配合比为具有防腐要求的。施工单位制定了安全合理的施工技术方案，混凝土的坍落度损失很慢，混凝土早期强度高，后期强度不断增长。即使掺加大量的粉煤灰，掺加防冻泵送剂后，混凝土仍然具有很好的抗冻害性能。整个冬期施工非常顺利，没有因为混凝土受冻而影响工程质量，冬期施工质量很好。按照冬期施工规范的有关规定留置混凝土强度试件，试件完全满足要求。见表4。
表3 哈尔滨西客站冬季施工混凝土配合比
表4 哈尔滨西客站冬季施工混凝土强度
4 结论
⑴ NC-3防冻泵送剂是由聚羧酸系高性能减水剂与有机、无机防冻组份复配而成的，在低负温下具有良好的稳定性能。
⑵ 按照《混凝土防冻剂》JC475-2004规定的试验方法进行，NC-3防冻泵送剂完全满足要求。按照《混凝土外加剂》GB8076-2008规定检验泵送剂的混凝土配合比，水泥用量为360kg/m3，基准混凝土坍落度为(100±10)mm，掺加防冻泵送剂的受检混凝土坍落度为(190±10)mm，检验掺加防冻泵送剂的混凝土抗冻害性能时，受检混凝土的养护按照《混凝土防冻剂》JC475-2004规定的试验方法进行，也能满足要求，可以参照这一试验方法来检验防冻泵送剂的性能。
⑶ NC-3在哈尔滨西客站工程中的冬期施工中取得了很好技术效果，说明NC-3完全能够满足在严寒地区的冬期施工要求。
关键词：聚羧酸高性能减水剂；防冻泵送剂；负温稳定性；-15℃；冬期施工
中图分类号： TH3 文献标识码： A 文章编号：
1 前言
聚羧酸类高性能减水剂大量用于工业与民用建筑、市政工程、桥梁隧道、公路、铁路和水利等工程的冬期混凝土的施工中。冬期施工的泵送混凝土、商品混凝土要求混凝土外加剂在具有泵送功能的基础上，同时要具有防冻功能，使泵送施工的混凝土早期免遭冻害，混凝土强度能正常发展。
聚羧酸类高性能减水剂从分子结构、作用原理和在混凝土中的表现行为与传统减水剂有很大区别。我们针对哈尔滨西客站工程的冬期施工，结合施工单位对外加剂的掺加量及技术性能要求，我们对采用聚羧酸系高性能减水剂配制冬期施工用的混凝土防冻泵送剂进行了大量的试验研究，制备出了具有良好的低负温条件下储存稳定性、抗冻害能力等优异性能的防冻泵送剂，满足了哈尔滨西客站的冬期施工要求。
哈尔滨西客站是新建铁路哈大客运专线的重要组成部分，主体工程预计投资53.3亿元，设计规模为18个站台面22线，站房综合楼总建筑面积在70000平方米，将建设成为一座现代化的铁路枢纽客站。
哈尔滨西客站的工期紧，即使严寒季节施工也不能停，冬期施工周期较长，自2010年10月下旬开始进入冬期施工，2011年春节前一直干到2011年1月下旬。哈尔滨及整个东北地区在冬季的气温很低，最低达到零下30多度，对于我们山东地区的外加剂生产厂来讲，如何能把液体外加剂送到哈尔滨，给我们液体外加剂的运输带来了很大的难度，经过研究攻克了这一难题，确保了外加剂的及时供应，使工程的冬期施工非常顺利。
2 NC-3型防冻泵送剂的性能
2.1试验材料
水泥：基准水泥
防冻泵送剂：山东省建筑科学研究院混凝土外加剂厂生产的NC-3防冻泵送剂
骨料：细骨料，泰安河砂，细度模数2.6~3.0；粗骨料，济南产石灰岩碎石，粒径5~10mm和1~20mm。符合《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52-2006的要求。
水：自来水，符合《混凝土拌合用水标准》JGJ63-2006的要求。
2.2 试验方法与结果
试验方法主要依据：
《混凝土外加剂》GB8076-2008，《混凝土防冻剂》JC475-2004，《混凝土泵送剂》JC473-2001，《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB50080-2002，《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB50081-2002。
按照《混凝土防冻剂》JC475-2004规定的试验方法进行，水泥用量为330kg/m3。同时按照《混凝土外加剂》GB8076-2008规定检验泵送剂的混凝土配合比，水泥用量为360kg/m3，检验掺加防冻泵送剂的混凝土抗冻害性能时，受检混凝土的养护按照《混凝土防冻剂》JC475-2004规定的试验方法进行。试验结果见表1。
表1 按照和參照《混凝土防冻剂》JC475-2004检验掺加防冻泵送剂混凝土的性能
2.3 试验结果分析
2.3.1液体防冻泵送剂的负温下存储稳定性
液体复配产品应该具有良好的稳定性。不得出现浑浊、分层沉淀、析晶现象；同时具有良好的叠加协同效应，使其具有更加优异的技术性能，使某些性能得到改善或者提高 。
由于聚羧酸系高性能减水剂具有独特的性能，和其它化学外加剂的复配存在相容性问题。经过大量试验研究，研制出由聚羧酸系高性能减水剂与有机、无机防冻组份复配而成的NC-3防冻泵送剂，在低负温下具有良好的稳定性。
外加剂在负温下存储稳定性试验：将盛有500g液体外加剂的杯子放入规定温度下的冷冻箱中，观察外加剂在规定时间的变化情况。结果表明，把NC-3防冻泵送剂放入-10℃的冰柜中贮存7天不产生析晶现象，外观无明显变化。可见NC-3防冻泵送剂在负温下不结冰、不沉淀、不析晶，在低负温下具有良好的稳定性能。外观无明显变化，同时也直观的反应了防冻剂对降低溶液冰点的作用。
众所周知，哈尔滨及整个东北地区在冬季的气温很低，最低达到零下30多度，雨雪天气多，道路交通不便，外加剂从山东运到哈尔滨需要3~5天的时间，对于我们山东地区的外加剂生产厂来讲，把液体外加剂送到哈尔滨是有很大的难度，经过研究攻克了这一难题，确保在运输过程中液体外加剂的状态不发生变化，保证了外加剂的及时供应，使工程的冬期施工非常顺利。
2.3.2混凝土拌和物性能
冬期施工，在低温或负温下混凝土的流变性能与常温下的不同，防冻组份、早强组份会造成混凝土的坍落度损失过快、坍落扩展度过小，表现出混凝土具有一定的坍落度值，但混凝土明显流动性很差。我们在研究NC-3防冻泵送剂时，充分考虑了这一问题，使掺加NC-3防冻泵送剂配制的混凝土，当出机坍落度200mm左右时，60min坍损值只有10～30mm，很好地解决了混凝土坍落度损失问题。
2.3.3混凝土标养强度
由表1可见，在标准养护条件下，水泥用量为330kg/m3，基准混凝土和受检混凝土都为小坍落度，28d抗压强度比为144％~152%。
由表1还可看出，在标准养护条件下，水泥用量为360kg/m3。坍落度为200mm的受检混凝土与坍落度为95mm的基准混凝土相比，28d抗压强度比为138％~144%；坍落度为200mm的受检混凝土与坍落度为195mm的基准混凝土相比，28d抗压强度比为150％~155%。
可见，NC-3防冻泵送剂显著提高混凝土强度。
2.3.4混凝土抗冻害性能
由表1可见，水泥用量为330kg/m3，基准混凝土和受检混凝土都为小坍落度。在规定温度为-10℃条件下养护，抗压强度比，-7d为19.6%，-7+28d为136％；在规定温度为-15℃条件下养护，抗压强度比，-7d为16.8％，-7+28d为120％。
由表1还可看出，水泥用量为360kg/m3，基准混凝土为小坍落度，掺加防冻泵送剂的受检混凝土为大坍落度。在规定温度为-10℃条件下养护，抗压强度比，-7d为15.4％，-7d+28d为129％；在规定温度为-15℃条件下养护，抗压强度比，-7d为14.2％，-7+28d为122％。
水泥用量为360kg/m3，基准混凝土和掺加防冻泵送剂的受检混凝土都为大坍落度。在规定温度为-10℃条件下养护，抗压强度比，-7d为16.6％，-7d+28d为140％；在规定温度为-15℃条件下养护，抗压强度比，-7d为15.4％，-7+28d为132％。
还可以看出， -7d抗压强度在4MPa以上，达到《建筑工程冬期施工规程》JGJ中关于负温混凝土抗冻临界强度不低于4MPa的要求。
总之，按照《混凝土防冻剂》JC475-2004规定的试验方法进行，NC-3防冻泵送剂完全满足要求。按照《混凝土外加剂》GB8076-2008规定检验泵送剂的混凝土配合比，水泥用量为360kg/m3，基准混凝土坍落度为(100±10)mm，掺加防冻泵送剂的受检混凝土坍落度为(190±10)mm，检验掺加防冻泵送剂的混凝土抗冻害性能时，受检混凝土的养护按照《混凝土防冻剂》JC475-2004规定的试验方法进行，也能满足要求，可以参照这一试验方法来检验防冻泵送剂的性能。
3 在哈尔滨西客站工程中应用
3.1工程概况
哈尔滨西客站主体工程预计投资53.3亿元，设计规模为18个站台面22线，站房综合楼总建筑面积在70000平方米。
中铁建设集团有限公司、中铁十三局、中铁二十局、中铁十局施工，哈尔滨西客站的工期紧，自2010年10月下旬开始进入冬期施工，2011年春节前一直干到2011年1月下旬，经过了哈尔滨严寒的冬季，即使零下30多度也在施工。
哈尔滨及整个东北地区在冬季的气温很低，最低达到零下30多度，对于我们山东地区的外加剂生产厂来讲，如何能把液体外加剂运输到哈尔滨是一大难题，经过研究攻克了这一难题，确保了外加剂的及时供应，使工程的冬期施工非常顺利。
3.2 混凝土原材料
本项工程所用的较为典型的材料，见表2：
水泥：黑龙江省宾州水泥有限公司的低碱P·O 42.5；
粉煤灰：哈尔滨三电建材原料有限责任公司的Ⅰ级和Ⅱ级粉煤灰；
砂：五常拉林镇红星砂场的天然砂；
碎石：玉泉伟宏二采石场的两种碎石，使用时按照8:2配成连续级配的5mm~25mm碎石；
外加剂：山东省建筑科学研究院生产的NC-3防冻泵送剂。黑龙江省寒地建筑工程质量检测中心按照JC475-2004检验，规定溫度-10℃：抗压强度比。-7d为18%，-7+28d为97%；规定温度-15℃：抗压强度比，-7d为1,5%，-7+28d为91%。
表2所用的较为典型的材料
3.3 混凝土配合比与性能
混凝土配合比见表3。其中序号为7的配合比为具有防腐要求的。施工单位制定了安全合理的施工技术方案，混凝土的坍落度损失很慢，混凝土早期强度高，后期强度不断增长。即使掺加大量的粉煤灰，掺加防冻泵送剂后，混凝土仍然具有很好的抗冻害性能。整个冬期施工非常顺利，没有因为混凝土受冻而影响工程质量，冬期施工质量很好。按照冬期施工规范的有关规定留置混凝土强度试件，试件完全满足要求。见表4。
表3 哈尔滨西客站冬季施工混凝土配合比
表4 哈尔滨西客站冬季施工混凝土强度
4 结论
⑴ NC-3防冻泵送剂是由聚羧酸系高性能减水剂与有机、无机防冻组份复配而成的，在低负温下具有良好的稳定性能。
⑵ 按照《混凝土防冻剂》JC475-2004规定的试验方法进行，NC-3防冻泵送剂完全满足要求。按照《混凝土外加剂》GB8076-2008规定检验泵送剂的混凝土配合比，水泥用量为360kg/m3，基准混凝土坍落度为(100±10)mm，掺加防冻泵送剂的受检混凝土坍落度为(190±10)mm，检验掺加防冻泵送剂的混凝土抗冻害性能时，受检混凝土的养护按照《混凝土防冻剂》JC475-2004规定的试验方法进行，也能满足要求，可以参照这一试验方法来检验防冻泵送剂的性能。
⑶ NC-3在哈尔滨西客站工程中的冬期施工中取得了很好技术效果，说明NC-3完全能够满足在严寒地区的冬期施工要求。