公路引氣混凝土應(yīng)用研究

朱津文

(河北省肅寧縣交通運(yùn)輸局地方道路管理站)

公路引氣混凝土應(yīng)用研究

朱津文

(河北省肅寧縣交通運(yùn)輸局地方道路管理站)

摘 要:在氣候晝夜溫差或四季溫度變化較大的地區(qū)修筑公路，就會碰到諸如路面容易開裂，抗堿能力差等問題，通過研究引氣混凝土，總結(jié)了引氣混凝土引氣劑引氣機(jī)理、引氣混凝土工作特性及引氣混凝土物理性能。

關(guān)鍵詞:引氣混凝土;引氣劑;溫度應(yīng)力

1 引氣混凝土引氣劑引氣機(jī)理

引氣劑是指含有表面活性劑的一種化學(xué)外加劑，其表面活性劑聚集在空氣—水界面上，親水基與水泥或其水化粒子相吸附，憎水基背離水泥及其水化粒子，形成憎水化吸附層，并力圖靠近空氣表面，這種粒子向空氣表面靠近的趨勢以及引氣劑分子在空氣—水界面上的吸附作用將顯著降低水的表面張力，使混凝土在拌合過程中產(chǎn)生大量微細(xì)氣泡，這些氣泡有帶相同電荷的定向吸附層，因而相互排斥并能均勻分布。另一方面，許多陰離子引氣劑在含鈣量高的水泥水溶液中有鈣鹽沉淀，吸附于氣泡膜上，能有效的防止氣泡破滅而使氣泡穩(wěn)定。表面活性劑分子結(jié)構(gòu)在某一端具有溶于水的化學(xué)基團(tuán)(親水基團(tuán)，而另一端為水所排斥的基團(tuán)僧水基團(tuán))，見圖1。表面活性劑分子有一種傾向，使其親水基團(tuán)整齊排列于水中，而使憎水基團(tuán)排列于空氣中。

圖1 氣泡形成示意圖

2 引氣混凝土工作特性

水泥混凝土作為一種彈性小、脆性大、收縮性強(qiáng)、抗變形能力差的非均質(zhì)材料，在自身及自然環(huán)境各因素的影響下不斷的產(chǎn)生變形，變形超過。一定范圍便發(fā)生開裂、斷板等破壞，減少其耐久性而縮短使用壽命?；炷磷冃沃懈煽s變形占的份量較大，研究多以干縮為主，目前針對混凝土干縮、濕度變形的研究技術(shù)成果相對較成熟，而溫度變形比干縮變形小一個數(shù)量級，而且可以通過溫度系數(shù)對溫度變形進(jìn)行計算，對其研究相對較少。但是路面水泥混凝土長期處在大自然的氣候環(huán)境下，在硬化過程中及硬化后，均隨季節(jié)、溫度、濕度而發(fā)生周期性的變化產(chǎn)生周期性變形，成為混凝土板逐漸出現(xiàn)開裂斷板等破壞的重要因素。尤其在混凝土硬化后使用過程中，混凝土隨溫度季節(jié)性變化、溫度日變化而產(chǎn)生的溫度變形對混凝士的影響較大，往往成為混凝土路面使用過程中破壞的主要因素之一。引氣混凝土工作性相對非引氣混凝土的工作性大大改善，混凝土中加入引氣劑，隨著含氣量的增加，坍落度線性增大。引氣混凝土坍落度增加的原因有兩個:一是引氣劑具有減水作用，按其減水率折減其減水量;二是由于引氣劑生成微氣泡的潤滑作用，會使坍落度增大。引氣還可降低新拌混凝土的坍落度損失。引氣混凝土靜態(tài)流變學(xué)性質(zhì)有顯著改善。引氣劑在混凝土中引入大量均勻分布、相互獨(dú)立的類球形微小氣泡，在混凝土中起到了滾珠的作用，增加了漿體體積、漿體粘度，使混凝土拌和物的和易性得到了極大的提高。在摻入引氣劑后，增加的氣泡使得混凝土的內(nèi)聚力和均勻性都增加，氣泡黏結(jié)著固體顆?？梢詼p小其下沉的趨勢，同時也減小水的流動進(jìn)而降低了混凝土的泌水和離析。

3 引氣混凝土物理性能研究

滑?；炷潦┕ぜ夹g(shù)是世界上最先進(jìn)的施工技術(shù)，尤其對高等級公路而言，是不可多得的選擇?；Ｊ┕ひ舐访婊炷帘仨殦郊右龤鈩﹣砀纳苹炷列阅埽岣呋Ｊ┕ぢ访尜|(zhì)量。路面引氣混凝土的研究有利于提高清連高速化改造工程的建設(shè)質(zhì)量與技術(shù)水平，進(jìn)一步提高路面的質(zhì)量，延長路面的使用壽命，改善交通服務(wù)水平，為交通及經(jīng)濟(jì)提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，并具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。引氣混凝土性能的研究就成為亟待解決的問題，通過大量的實驗及工程實踐調(diào)查，把引氣混凝土的物理性能總結(jié)如下。

第一，抗?jié)B、抗凍性能優(yōu)越。引氣劑抗鹽凍及抗鹽結(jié)晶破壞性能由于鹽凍剝蝕破壞本質(zhì)也是水結(jié)冰膨脹而破壞，引氣同樣對改善混凝土抗鹽凍性能有很好的效果，引氣劑能明顯改善混凝土的抗鹽凍性能，并指出隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加。

第二，耐硫酸鹽侵蝕和耐堿集料反應(yīng)性能強(qiáng)?；炷恋膲A集料反應(yīng)破壞，是由于集料的活性組分與堿組分發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致混土膨脹開裂，這種膨脹是源于集料相對于基體的膨脹。

第三，抗碳化性能強(qiáng)。

第四，抗裂性能強(qiáng)。摻引氣劑可以使水泥漿體初始開裂時間延長，同時還可以降低凈漿早期裂縫的寬度，且隨著引氣劑摻量的增加效果越明顯。當(dāng)引氣劑摻量大時，水泥漿體甚至不出現(xiàn)開裂。摻引氣劑不僅降低了水泥漿體早期開裂的敏感性，而且有助于抑制漿體早期裂紋的發(fā)展，即引氣可以明顯地提高水泥漿體的早期抗裂性。

4 結(jié)語

目前國內(nèi)對引氣混凝土的研究尚不全面系統(tǒng)，尤其針對不同地區(qū)不同氣候條件下的研究不夠充分，因此對不同地區(qū)引起混凝土引起量及引起劑的使用研究，就成為引起混凝土研究的重中之重，如果我們制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，就為以后引起混凝土的合理有效使用提供重要的參考價值。

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［1］傅智.水泥混凝土路面滑模施工技術(shù)［M］.北京:人民交通出版社.

［2］丁蓓，劉加平，劉建忠.引氣劑穩(wěn)泡機(jī)理及其改善混凝土凍融耐久性能的研究.

［3］楊錢榮，黃士元.引氣混凝土的特性研究.

［4］王超，楊全兵.水泥混凝土路面現(xiàn)場撒鹽破壞試驗研究［J］.低溫建筑技術(shù).

中圖分類號:U214

C

1008-3383(2011)06-0050-01

收稿日期:2011-03-05

作者簡介:朱津文(1967-)，男，河北省肅寧人，工程師。