三萜皂苷引氣劑對混凝土性能的影響

胡慶華，李 遠(yuǎn)，李艷紅

（1.遼寧省水利水電科學(xué)研究院，遼寧沈陽 110003；2.遼寧江海水利工程公司禹泰新型建筑材料分公司，遼寧 沈陽 110003；3.遼寧省水利水電工程局，遼寧 沈陽 110179）

引氣劑是一種在攪拌混凝土過程中能引入大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡的外加劑。引氣劑的主要作用是提高混凝土的抗凍性和抗除冰鹽對路面混凝土的侵蝕。除此以外，引氣劑還能改善混凝土的許多性能，如減小泌水性、提高流動性和可泵性，提高抵抗交變膨脹和收縮引起裂紋的性能。

三萜皂苷引氣劑摻量小，能明顯改善混凝土的性能。當(dāng)含氣量小于3%時，混凝土強(qiáng)度略有提高；含氣量再提高混凝土強(qiáng)度不斷降低。當(dāng)混凝土含氣量在3%～6%時，抗凍性和抗?jié)B性明顯提高。

1 主要原材料

水泥。撫順渾河牌P·O 42.5級水泥。

外加劑。萘系高效減水劑（粉劑）常規(guī)摻量為0.75%的減水率為21%，三萜皂苷引氣劑（粉劑）由遼寧江海水利工程公司禹泰新型建筑材料分公司提供。

石子。粒徑為5～25mm的碎石。

砂。細(xì)度模數(shù)為2.8的中砂。

2 混凝土配合比和試驗方法

研究中，除減水率外，其它試驗的混凝土配合比原材料用量不變，只改變引氣劑摻量的情況下，研究引氣劑對混凝土性能的影響。減水劑的摻量為水泥用量的0.6%?；鶞?zhǔn)混凝土的坍落度加水控制在80±10mm；試件采用100mm×100mm×100mm的規(guī)格，混凝土配合比見表1。減水率的根據(jù)GB8076-1997《混凝土外加劑》進(jìn)行試驗。在各試驗過程中混凝土攪拌試件控制在3min。

表1 配合比所用的原材料kg/m3

3 試驗結(jié)果及分析

3.1 減水率

根據(jù)GB8076-1997《混凝土外加劑》進(jìn)行試驗，隨著引氣劑摻量的增加減水率在不斷提高，當(dāng)摻量到達(dá)0.008%時為飽和摻量，減水率為6.3%，引氣劑摻量繼續(xù)增加減水率增加比較緩慢。

3.2 新拌混凝土試驗結(jié)果

3.2.1 含氣量

依據(jù)表1的混凝土配合比進(jìn)行混凝土拌和物試驗，隨著引氣劑摻量的增加混凝土含氣量不斷提高。不摻加引氣劑時混凝土的含氣量為1.7%；引氣劑摻量為0.008%時，混凝土含氣量為5.0%。

3.2.2 坍落度

依據(jù)表1的混凝土配合比進(jìn)行混凝土拌和物試驗，隨著引氣劑摻量增加混凝土坍落度先增大，后減小。引氣劑摻量為0%時，混凝土坍落度為82mm；引氣劑的摻量為0.010%時，混凝土坍落度達(dá)到最大，即坍落度為120mm。

3.3 硬化混凝土性能試驗結(jié)果

3.3.1 混凝土抗壓強(qiáng)度

依據(jù)表1的混凝土配合比，對各齡期（3d，7d，28d）混凝土試件進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗，試驗結(jié)果見表2。在相同水灰比條件下，當(dāng)混凝土含氣量小于3%時，即含氣量為2.7%，混凝土強(qiáng)度略有提高；當(dāng)混凝土含氣量繼續(xù)增加，混凝土抗壓強(qiáng)度不斷減小降低。當(dāng)混凝土含氣量大于3.0%時，含氣量每增加1.0%；混凝土前期抗壓強(qiáng)度約降低3.0%～6.0%，混凝土28d抗壓強(qiáng)度約降低2.0%～4.0%。含氣量在4.0%～5.5%之間時，混凝土28d抗壓強(qiáng)度降低相對較小；因此，在實際應(yīng)用中根據(jù)工程要求通過試驗確定混凝土引氣劑的摻量。

3.3.2 混凝土抗?jié)B性

摻入引氣劑后混凝土不同含氣量條件下抗?jié)B試驗結(jié)果表明，引氣劑摻入混凝土后，引入微小的氣泡切斷毛細(xì)管，改善了混凝土的和易性，從而使混凝土抗?jié)B性得到顯著提高。含氣量為5.5%時，抗?jié)B性達(dá)到最佳，即抗?jié)B高度比為59%；隨著混凝土含氣量繼續(xù)增加，抗?jié)B性微略有所降低。

3.3.3 混凝土抗凍性

摻入引氣劑后不同含氣量條件下抗凍試驗，根據(jù)SL352—2006《水工混凝土試驗規(guī)程》進(jìn)行試驗。試驗結(jié)果表明：相對動彈模量下降至初始值得60%或質(zhì)量損失率達(dá)5%時，認(rèn)為試件已達(dá)到破壞，即可停止凍融試驗。不摻加引氣劑的混凝土抗凍性只能達(dá)到50次凍融。含氣量在0%～5.5%之間時，隨著含氣量的增加混凝土抗凍性不斷提高；當(dāng)含氣量大于5.5%時，隨著含氣量的增加混凝土抗凍性有所降低，但混凝土凍融次數(shù)都能達(dá)到300次。含氣量為3.9%時，混凝土凍融達(dá)到250次；含氣量為5.5%時，混凝土凍融次數(shù)大于300次，并達(dá)到最佳效果。

4 結(jié)論

（1）三萜皂苷引氣劑的飽和摻量為0.008%時，減水率達(dá)到6.3%。

（2）隨著三萜皂苷引氣劑摻量的增加混凝土含氣量不斷增加；當(dāng)引氣劑的飽和摻量為0.008%時，混凝土含氣量為5.0%。

（3）摻三萜皂苷引氣劑混凝土含氣量小于3%時，混凝土抗壓強(qiáng)度略有提高；當(dāng)混凝土含氣量大于3.0%時，含氣量每增加1.0%；混凝土3d和7d抗壓強(qiáng)度約降低3.0%～6.0%，混凝土28d抗壓強(qiáng)度約降低2.0%～4.0%。

表2 各齡期混凝土試件抗壓強(qiáng)度試驗結(jié)果

（4）摻入三萜皂苷引氣劑后，混凝土抗?jié)B性得到顯著提高。含氣量為5.5%時，抗?jié)B性達(dá)到最佳狀態(tài)。

（5）摻三萜皂苷引氣劑含氣量為3.9%時，凍融次數(shù)達(dá)到250次。含氣量為5.5%時，凍融次數(shù)大于300次，混凝土300次凍融后相對動彈模量為90%，質(zhì)量損失率為0.4%。

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