聚羧酸高效减水剂因具有减水率高、掺量低、环保等优点,已经成为制造高性能混凝土的关键材料之一,其在建筑工程中的用量呈现出快速增长的趋势。但聚羧酸系高性能减水剂与防冻组分复配性能方面的系统研究还未见报道。而要大量推广应用聚羧酸系,必须解决广大北方地区冬季施工时聚羧酸减水剂与防冻组分复配相容性问题,进一步提高冬季施工混凝土材料的工作性能和混凝土结构的安全性。 本文选用了三种具有代表性的聚羧酸系高性能减水剂和不同类型的防冻组分,首先研究了聚羧酸系减水剂与各种有机和无机组分的物理相容性和化学相容性。然后选择相容性好的防冻组分与聚羧酸系减水剂进行不同组合方式和不同比例的复配,采用胶砂试验系统研究了复配产品在负温(-10℃)养护条件和标准养护条件下的强度发展规律,优选出几种能够有效改善砂浆抗冻性的防冻体系。在砂浆试验基础上,对筛选出的几种防冻体系按照混凝土防冻剂行业标准进行了混凝土性能试验。试验结果表明,以聚羧酸减水剂为基础配制的两种体系的防冻剂性能满足并超出防冻剂行业标准规定的性能指标,各项指标优于目前广泛使用的萘系减水剂为基础的防冻剂。用聚羧酸系减水剂配制的防冻剂真正实现了无氯、低碱等高性能混凝土的配制要求。混凝土的耐久性研究结果证明,聚羧酸系防冻剂可以解决冬季配制高性能混凝土的目前存在的问题。最后采用SEM、XRD等手段探讨了聚羧酸系防冻剂的作用机理。 本文研制的两种不同体系复合型防冻剂有着明显的早强防冻功能,液体掺量为3.0％(折固约0.18％)时,可用于-15℃的实验室冰箱养护条件,即可满足气温为-20℃实际施工环境；液体产品掺量为2.0％(折固为0.12％)时,适用于-10℃的实验室环境条件下,可用于-15℃实际施工环境。可以满足我国北方大部分地区的混凝土冬季施工要求。