混凝土引氣劑在混凝土中的應(yīng)用淺析

馬永勝，王文勝，曹海慶

（1.哈爾濱佳連混凝土技術(shù)開發(fā)有限公司,黑龍江 哈爾濱 150008；2.齊齊哈爾齊魯商品混凝土有限公司,黑龍江 齊齊哈爾 161000）

1 引言

混凝土是建筑工程結(jié)構(gòu)主體的一種主要材料，混凝土引氣劑在其中起著重要作用，在倡導(dǎo)綠色高性能混凝土的今天，混凝土引氣劑也發(fā)揮了很大的作用。混凝土引氣劑是最古老的混凝土外加劑之一，在混凝土中的作用已得到混凝土領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者的公認(rèn)。

國(guó)外，對(duì)混凝土引氣劑的應(yīng)用率、重視率較高，在日本規(guī)范中規(guī)定：混凝土中必須摻入引氣劑或引氣減水劑。美國(guó)北部地區(qū)和加拿大所有露天使用的混凝土，規(guī)定都要摻用引氣劑，這主要是考慮到改善混凝土的耐久性。

目前，我國(guó)只有在水工和港工混凝土設(shè)計(jì)規(guī)程中，有明確摻引氣劑的要求。然而，隨著混凝土技術(shù)發(fā)展的需要，引氣劑也開始在其他場(chǎng)合使用。《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》JGJ/T10-2011 標(biāo)準(zhǔn)中3.2 要求，混凝土在泵送前，要進(jìn)行混凝土的可泵性分析，為增加混凝土的可泵性，混凝土中也可適當(dāng)摻加引氣劑。黃士元教授也一再撰寫論文呼吁對(duì)引氣劑的使用，這說明引氣劑的確是改善混凝土耐久性的優(yōu)良外加劑。

引氣劑在使用過程中，應(yīng)謹(jǐn)慎。目前常常出現(xiàn)對(duì)混凝土引氣劑、混凝土引氣輔助組分混淆使用的現(xiàn)象，導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度、耐久性方面出現(xiàn)不良結(jié)果，所以，選取使用引氣劑也是重要的工作，必須進(jìn)行大量試驗(yàn)，擁有足夠的數(shù)據(jù)，才能正確地選擇和應(yīng)用。

黑龍江省齊齊哈爾市污水處理廠，為國(guó)家重點(diǎn)工程。通過對(duì)AE 引氣劑進(jìn)行大量的試驗(yàn)，得到了較多的有效數(shù)據(jù)，最終，將AE 引氣劑的摻量選為占膠凝材料質(zhì)量的0.02%。AE 引氣劑應(yīng)用到此工程中，得到了很好的效果。下面是AE 混凝土引氣劑的不同摻量對(duì)混凝土各項(xiàng)性能的比對(duì)試驗(yàn)。

2 原材料情況

混凝土原材料性能指標(biāo)見表1～表6。

表1 P·O42.5 水泥復(fù)檢性能指標(biāo)

表2 Ⅱ級(jí)粉煤灰復(fù)檢性能指標(biāo) %

表3 粗骨料（碎石）復(fù)檢性能指標(biāo) %

表4 細(xì)骨料（砂）復(fù)檢性能指標(biāo)

表5 萘系減水劑復(fù)檢性能指標(biāo)

表6 AE 混凝土引氣劑復(fù)檢性能指標(biāo)

3 混凝土配合比設(shè)計(jì)

下述混凝土配合比主要應(yīng)用在該工程中的池壁部位。

此混凝土配合比是依據(jù)JGJ55、JTJ270、施工圖紙技術(shù)要求等相關(guān)國(guó)家法律、法規(guī)，且通過大量配合比試驗(yàn)后，得出的此部位配合比（表7）。

此次混凝土配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)的主要目的就是采用上述合格的原材料，根據(jù)AE 引氣劑的不同摻量應(yīng)用在同一混凝土配合比中，考察混凝土各項(xiàng)物理性能指標(biāo)發(fā)生的變化，從中選取AE 混凝土引氣劑的最佳摻量。試驗(yàn)序號(hào)1、2、3 的AE 混凝土引氣劑摻量分別為：0.015%、0.020%、0.025%。

表7 混凝土配合比 kg/m3

4 混凝土試驗(yàn)

4.1 混凝土試驗(yàn)依據(jù)

（1）《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法》GB/T50080- 2002；

（2）《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》GB/T50081-2002；

（3）《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50082-2009。

4.2 混凝土工作性能和試驗(yàn)結(jié)果

表8 經(jīng)時(shí)損失后混凝土坍落度保留值

根據(jù)表8中試驗(yàn)結(jié)果可得出：試驗(yàn)1 中混凝土引氣劑的摻量過低，引入混凝土中的氣泡相對(duì)較少，對(duì)混凝土的保坍方面作用極??；試驗(yàn)3 中混凝土引氣劑的摻量過高，未加穩(wěn)泡劑，引入混凝土中的氣泡相對(duì)較多，未起到穩(wěn)泡作用，反而在90 min 后消泡過快，在保坍方面也不理想；試驗(yàn)2 中混凝土引氣劑的摻量適中，表面張力作用為佳，整個(gè)試驗(yàn)過程中，混凝土的保坍效果均良好。所以，混凝土引氣劑都有一個(gè)最佳摻量，發(fā)揮作用良好，方能達(dá)到更好的效果。

表9 混凝土立方體抗壓強(qiáng)度（養(yǎng)護(hù)條件：標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)）

根據(jù)表9中的試驗(yàn)可得出：試驗(yàn)1、試驗(yàn)3 兩組配合比可以看出，混凝土引氣劑的摻量高與低，直接影響著混凝土的含氣量，最終對(duì)混凝土的抗壓強(qiáng)度有明顯的影響。所以，有大量試驗(yàn)證明，混凝土引氣劑對(duì)混凝土的抗壓強(qiáng)度影響很大，在超出最佳摻量時(shí)，混凝土中每增加1%的含氣量，混凝土立方體抗壓強(qiáng)度就會(huì)降低10%。

表10 混凝土抗氯離子滲透性能試驗(yàn) Q/C

在表10中的試驗(yàn)混凝土抗氯離子滲透試驗(yàn)以電通量來(lái)表示，根據(jù)表10中的試驗(yàn)可得出：混凝土引氣劑的加入，對(duì)混凝土的抗氯離子滲透影響也是很大的，雖然，試驗(yàn)1、試驗(yàn)2兩組試驗(yàn)中得出的數(shù)據(jù)均滿足要求，試驗(yàn)3 中得出的數(shù)據(jù)與1000C 相差也不大，但比較后，我們可以看出，試驗(yàn)2 中的數(shù)據(jù)還是較好的。

表11 混凝土抗凍融性能試驗(yàn) %

當(dāng)混凝土抗凍融循環(huán)次數(shù)為300 次時(shí)，混凝土的質(zhì)量損失率、相對(duì)動(dòng)彈性模量數(shù)據(jù)如下：

表11中試驗(yàn)均按照GB/T50082 標(biāo)準(zhǔn)中的混凝土快速凍融法的要求進(jìn)行嚴(yán)格試驗(yàn)，根據(jù)上述試驗(yàn)可得出：試驗(yàn)1 中的混凝土質(zhì)量損失率超出5%；試驗(yàn)3 中的混凝土質(zhì)量損失率也超出了5%；只有試驗(yàn)2 的AE 摻量能達(dá)到質(zhì)量損失率、相對(duì)動(dòng)彈性模量的要求。所以，混凝土引氣劑在抗凍融混凝土中發(fā)揮的作用較大，不僅與其自身引入的氣泡大小、氣泡間距有關(guān)，也與引氣劑的最佳摻量息息相關(guān)。

表12 混凝土抗?jié)B性能試驗(yàn)

表12中混凝土抗?jié)B試驗(yàn)采用逐級(jí)加壓法，對(duì)其混凝土進(jìn)行抗?jié)B試驗(yàn)，根據(jù)上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出：

試驗(yàn)1、試驗(yàn)3 得出的數(shù)據(jù)也符合設(shè)計(jì)抗?jié)B等級(jí)P8 要求，但試驗(yàn)2 中得出的數(shù)據(jù)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于1 和3 的混凝土抗?jié)B指標(biāo)，這也說明，混凝土引氣劑的最佳摻量值對(duì)引入混凝土氣泡與混凝土的密實(shí)度是有很大關(guān)聯(lián)的，只有引入的氣泡集中，氣泡大小均衡，混凝土的密實(shí)度自然會(huì)有所提高，混凝土的抗?jié)B指標(biāo)也會(huì)隨之提高。所以，混凝土引氣劑的摻量高與低，直接影響著混凝土的密實(shí)度，對(duì)混凝土抗?jié)B性能有直接影響。

5 檢測(cè)結(jié)果

該引氣劑應(yīng)用在此重點(diǎn)工程中，實(shí)際檢測(cè)數(shù)據(jù)如表13所示。

此重點(diǎn)工程中應(yīng)用了AE 混凝土引氣劑后，通過大量的混凝土試體檢測(cè)、實(shí)體檢測(cè)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)均達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。

6 結(jié)論

表13 檢測(cè)結(jié)果

混凝土引氣劑對(duì)混凝土的硬化前、硬化后的性能影響極大，只有通過大量試驗(yàn)，數(shù)據(jù)優(yōu)化后，選取最佳摻量，才能使混凝土的各項(xiàng)性能指標(biāo)符合要求，才能滿足工程的技術(shù)要求。

混凝土引氣劑的使用順應(yīng)混凝土技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，適應(yīng)高性能混凝土發(fā)展的需要，混凝土引氣劑的開發(fā)、推廣和應(yīng)用意義深遠(yuǎn)，它應(yīng)是今后發(fā)展高性能混凝土的必備外加劑，使用過程中，選取混凝土引氣劑的最佳摻量是至關(guān)重要的。