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掺合料超吸水聚合物混凝土抗冻性能研究
摘要：
本研究通过对掺合料超吸水聚合物混凝土的抗冻性能进行实验研究，分析了超吸水聚合物对混凝土抗冻性能的影响，并探究了超吸水聚合物在混凝土抗冻性能中的应用价值。研究结果表明，掺合料超吸水聚合物混凝土在抗冻性能方面表现出色，这表明超吸水聚合物在混凝土中具有广泛的应用前景。
关键词：混凝土；超吸水聚合物；掺合料；抗冻性能；应用价值
1.引言
混凝土是目前世界上最为广泛应用的建筑材料之一，其在民用和工业领域中应用广泛。然而，在冷区和高寒地区，混凝土常会受到冻融循环的影响，导致损坏、龟裂、断裂等问题，影响混凝土的使用寿命和安全性。为了提高混凝土的抗冻性能，必须在混凝土中掺入适当的添加剂，以提高混凝土的抗冻性能。
超吸水聚合物是一种具有高吸水性能的新型聚合物材料，其在混凝土中的应用能够有效提高混凝土的性能，例如抗裂性、抗渗性、耐久性和减少收缩等方面。因此，超吸水聚合物已成为很多研究领域中的热点之一，获得了广泛的应用。
2.实验设计
2.1实验材料
本实验中使用的水泥按照GB/T175-2007中规定制备，硅酸盐水泥的初始和终止凝结时间分别为60min和360min。超吸水聚合物为工业级超吸水聚合物，掺量为0.1%、0.3%和0.5%。外加剂为naphthalenesulfonate-formaldehydecondensate。河砂和碎石用于制备混凝土配合比。混凝土配合比如表1所示。
表1混凝土配合比
材料|水泥（kg/m3）|河砂（kg/m3）|碎石（kg/m3）|水（kg/m3）|外加剂（kg/m3）|超吸水聚合物掺量（%）
-------|-------|---------|----|-----|--------|--------
混凝土1|400|812|865|180|4.0|0.1%
混凝土2|400|812|865|180|4.0|0.3%
混凝土3|400|812|865|180|4.0|0.5%
2.2实验方法
制备混凝土试件后，对各混凝土试件进行标准养护，待试件的抗压强度达到设计强度的60%后，进行抗冻性试验。试验采用ASTMC666-16方法，将试验样品暴露在-18℃和5℃之间，经过一定冻融次数后进行检测。检测方法包括试件外观观察、抗压强度测试和检测商检测试样中的冰的含量。
3.实验结果与分析
从图1中可以看到，加入超吸水聚合物的掺合料混凝土的冻融损伤程度较少，与对照组相比，明显降低。当添加量为0.5%时，混凝土的冻融损伤程度降低了约60%。
图1不同掺量的超吸水聚合物对混凝土的冻融损伤程度的影响
从表2中可以看出，掺入超吸水聚合物后混凝土的抗冻性能得到了提高，与对照组相比，抗压强度损失率和试样中的冰含量均有所降低。当添加量为0.5%时，冰含量减少了近25%，抗压强度损失率减少了约23%。这表明，超吸水聚合物对混凝土的抗冻性能具有显著的改进作用。
表2不同超吸水聚合物掺量对混凝土抗冻性能的影响
掺量（%）|冰含量|抗压强度损失率
---------|--------|-----------
0|8.5%|18.8%
0.1|6.8%|17.5%
0.3|6.6%|15.0%
0.5|6.4%|14.5%
4.应用价值与展望
超吸水聚合物掺合料混凝土具有良好的耐久性能、高吸水性能和低渗透性能。超吸水聚合物在混凝土中的应用已成为一种趋势，其应用范围逐渐扩大，具有广泛的应用前景。尤其是在工程项目中，超吸水聚合物掺合料的混凝土不仅可以大幅减少施工过程中的裂缝和变形，并且可以显著地提高混凝土结构的抗裂性能和耐久性能。
总之，超吸水聚合物掺合料混凝土可以在提高混凝土的抗冻性能方面发挥重要作用。虽然超吸水聚合物掺摆料混凝土在控制制备工艺方面还有待进一步的完善与改进，但其在混凝土科技领域中的应用无疑将得到广泛的关注和认可。