引氣劑對(duì)路用礫石混凝土性能的影響

摘要根據(jù)引氣劑的作用機(jī)理，通過(guò)對(duì)是否摻入引氣劑的不同配合比混凝土的性能研究，分析引氣劑對(duì)路用礫石混凝土性能的影響。分別針對(duì)不同的骨料粒徑，不同的水泥用量進(jìn)行抗折、抗壓、抗凍試驗(yàn)得出結(jié)論。

關(guān)鍵詞礫石混凝土;引氣劑;含氣量;強(qiáng)度

中圖分類號(hào)TU528文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1673-9671-(2009)121-0030-01

1引氣劑的作用機(jī)理

引氣劑是一種表面活性劑，能在混凝土拌和過(guò)程中引進(jìn)無(wú)數(shù)微小且不連通的氣泡，這些氣泡在硬化后的混凝土中，可以緩解凍融過(guò)程中產(chǎn)生的冰脹壓力和毛細(xì)孔水的滲透壓力，從而提高混凝土的抗凍融能力，問(wèn)從而提高混凝土的耐久性。引氣劑所帶來(lái)的微孔是密閉的，而混凝土中自然所含氣孔是連通孔，水可以自由進(jìn)入。因此，引氣劑所產(chǎn)生的孔不是可凍孔，在凍融循環(huán)下，不會(huì)造成混凝土破壞，同時(shí)，由于孔與孔之間具有一定的彈性，還能夠釋放冰凍后體積膨脹所產(chǎn)生的壓力，從而減少凍害，使混凝土的抗凍融性能更好。

2混凝土的性能試驗(yàn)

2.1試驗(yàn)原材料

水泥:水泥采用亞泰集團(tuán)哈爾濱水泥廠生產(chǎn)的天鵝牌P.O 42. 5 普通硅酸鹽水泥。礫石:礫石采用阿什河流域的天然礫石。細(xì)集料:細(xì)集料采用阿什河河砂，實(shí)驗(yàn)室評(píng)定為中砂。水:采用試驗(yàn)室內(nèi)的飲用水。引氣劑:引氣劑采用黑龍江寒地研究所生產(chǎn)的UNF-5型引氣劑。按照《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》(T0551-2005)的試件制作方法制作。進(jìn)行養(yǎng)護(hù)備用。

2.2試驗(yàn)采用的引氣劑含氣量的測(cè)定

依照《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E30-2005)，采用混合式氣壓法測(cè)定水泥混凝土拌合物含氣量。本試驗(yàn)研究采用的引氣劑是黑龍江永吉新型建材有限公司生產(chǎn)的UNF-5型引氣劑，摻量為1.0%，水泥用量采用320kg/m3， 效果很好。

2.3試驗(yàn)方法

混凝土成型及測(cè)試方法:各種拌和物在容積為0.06m3強(qiáng)制式拌和機(jī)干拌30s，然后加入水(需要摻入引氣劑的應(yīng)該之前溶解好)拌和120s，再人工翻拌幾次，通過(guò)坍落度來(lái)評(píng)價(jià)其工作度。滿足要求后制件，之后置于1m3的振動(dòng)臺(tái)上，振動(dòng)時(shí)間大約30s。在空氣中靜養(yǎng)24h后試件脫模，將其置于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室內(nèi)養(yǎng)護(hù)至齡期，測(cè)定其抗折、抗壓強(qiáng)度。試驗(yàn)均按國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

抗折與抗壓強(qiáng)度的測(cè)定參照《水泥混凝土抗彎拉強(qiáng)度試驗(yàn)方法》(T0558-2005)和《水泥混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法》(T0562-2005)，道路水泥混凝土的抗折強(qiáng)度是以標(biāo)準(zhǔn)操作方法制備成150mm×150mm×550mm的梁形試件，按三分點(diǎn)加荷方式，在普通的萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。而抗壓強(qiáng)度通常情況下是按照標(biāo)準(zhǔn)制作方法制成邊長(zhǎng)為150mm的正立方體試件，在壓力試驗(yàn)機(jī)上按照標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)定方法測(cè)定其抗壓強(qiáng)度值，均以MPa計(jì)。

3試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1引氣劑對(duì)新拌混凝土的影響

在混凝土的拌合過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，摻入引氣劑的混凝土的工作性得到明顯改善。通常情況下我們認(rèn)為工作性是指新拌混凝土從拌和到最后能均勻、密室成型的難易程度的性質(zhì)。它包括“流動(dòng)性”、“可搗實(shí)性”、“穩(wěn)定性”三個(gè)方面的含義。從坍落度的對(duì)比上可以看出，以水泥用量330kg/m3，粒徑范圍在5-26.5mm為例進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，同等條件下?lián)饺胍龤鈩┑幕炷恋奶涠缺任磽饺胍龤鈩┑幕炷恋奶涠纫蟆?/p>

此外，從試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)摻入引氣劑后混凝土的泌水和離析現(xiàn)象有明顯的減低。

3.2引氣劑對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

引氣劑的使用在一定程度上影響了混凝土的強(qiáng)度。試驗(yàn)分別以不同粒徑、不同水泥用量進(jìn)行控制。通過(guò)是否摻入引氣劑進(jìn)行對(duì)比分析。試驗(yàn)分別采用集料粒徑范圍在5-19.0mm，5-26.5mm，5-31.5mm，水泥用量分別為300kg/m3，320kg/m3， 330kg/m3，360kg/m3，引氣劑的用量為水泥用量的1%，具體情況如表2、表3所示。

試驗(yàn)結(jié)果表明，引氣劑對(duì)于抗折強(qiáng)度的影響是負(fù)面的，降低了抗折強(qiáng)度。而相對(duì)于抗折強(qiáng)度而言，引氣劑對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響是正面的，提高了部分抗折強(qiáng)度。粒徑在5-26.5mm的混凝土強(qiáng)度相對(duì)其它粒徑變化不顯著。我們知道，混凝土的抗折強(qiáng)度是由骨料和硬化水泥漿體之間的界面薄弱程度來(lái)決定的。摻入引氣劑后，改善了離析和泌水現(xiàn)象，增大了骨料與水泥漿體之間的粘結(jié)力，從而改善了混凝土抗折強(qiáng)度。而混凝土受壓時(shí)，由于引氣劑的存在使得大量氣泡增加從而減少了受壓面積，使得承載力降低。

另外，在相同水泥用量的條件下，摻入與未摻入引氣劑的混凝土對(duì)比結(jié)果是:粒徑在5-31.5mm的抗壓強(qiáng)度要比粒徑在5-19.0mm的降低的小。這是因?yàn)閱挝凰嘤昧肯嗤那闆r下，混凝土的含氣量一定時(shí)，抗壓強(qiáng)度的降低還受骨料粒形、最大粒徑和等因素的影響。粗骨料的最大粒徑越大則混凝土抗壓強(qiáng)度降低越小。

3.3引氣劑對(duì)混凝土抗凍性能的影響

引氣劑對(duì)提高混凝土抗凍性影響顯著，因此在很多混凝土的工程中應(yīng)用。在邢臺(tái)市污水處理廠續(xù)改建一期工程中的生化反應(yīng)池工程中，采用引氣劑大大提高了混凝土的抗凍性能。混凝土中摻入引氣劑后，引氣引入的微小氣泡可以使體積膨脹提供一個(gè)緩沖空間，緩解和降低混凝土在凍結(jié)時(shí)產(chǎn)生的壓力，從而提高混凝土抗凍性能。這一點(diǎn)也可以通過(guò)試驗(yàn)得出一定的結(jié)論。在實(shí)際工程中，有實(shí)例表明，可以在損失部分強(qiáng)度的情況下，通過(guò)摻入引氣劑來(lái)提高混凝土的抗凍性能，從而延長(zhǎng)混凝土的使用壽命。而混凝土強(qiáng)度損失部分可以通過(guò)其它方法來(lái)彌補(bǔ)。

4結(jié)論

新拌混凝土由于有了引氣劑的加入，改善了工作性能，提高了坍落度，有利于實(shí)際工程的施工。硬化后的混凝土由于有了引氣劑的加入，對(duì)混凝土的強(qiáng)度有一定的影響，損失部分抗折強(qiáng)度。對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響不大。引氣劑改變了混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而提高了混凝土的抗凍性能，延長(zhǎng)使用壽命。引氣劑對(duì)集料粒徑大的混凝土抗壓強(qiáng)度的影響要小于粒徑小的混凝土。加入引氣劑后，混凝土的和易性大大提高，綜合性能在很大程度上得到了改善，從而保證和提高工程質(zhì)量。

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