十二烷基苯磺酸鈉引氣劑對混凝土性能影響的研究

羅 梅, 羅 頊, 張 璐, 蔣林葳

(1.開封市建筑工程質(zhì)量監(jiān)督站，河南開封 475000; 2.開封市建設(shè)工程質(zhì)量檢測站， 河南開封 475000; 3.河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司， 河南鄭州 450002)

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十二烷基苯磺酸鈉引氣劑對混凝土性能影響的研究

羅 梅1, 羅 頊2, 張 璐3, 蔣林葳3

(1.開封市建筑工程質(zhì)量監(jiān)督站，河南開封 475000; 2.開封市建設(shè)工程質(zhì)量檢測站， 河南開封 475000; 3.河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司， 河南鄭州 450002)

文章研究了不同摻量十二烷基苯磺酸鈉對混凝土拌合物含氣量、坍落度、擴(kuò)展度、泌水率以及硬化后混凝土抗壓強(qiáng)度的影響規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明，十二烷基苯磺酸鈉能夠明顯改善混凝土拌合物的和易性和坍落度經(jīng)時損失，摻量0.005 %時在改善混凝土拌合物性能的同時強(qiáng)度也不下降。

十二烷基苯磺酸鈉； 引氣劑； 混凝土

引氣劑是一種能使混凝土在攪拌過程中引入大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡，從而改善其和易性與耐久性的外加劑。混凝土在攪拌過程中均能引入空氣生成“氣泡”，但是這種氣泡既不均勻又不穩(wěn)定，在混凝土攪拌與振搗過程中很容易由小變大而逸出。而要形成穩(wěn)定、細(xì)小的氣泡則要借助于引氣劑。

混凝土在攪拌過程中都會帶入一定量的氣體，一般不加引氣劑的混凝土含氣量在1 %～2 %左右。但由于引入的氣泡大小、分布都不均勻，也不穩(wěn)定，對混凝土的性能不會產(chǎn)生積極的影響。引氣劑是氣泡形成劑，它在水中使其表面張力降低，從而在攪拌時形成起泡。這種氣泡是封閉的，大小均勻，直徑在20～1 000 μm，絕大多數(shù)<200 μm，形狀為球形。混凝土拌合物中這許多的微小氣泡提高了水泥的保水能力，使混凝土拌合物的泌水性能大為減少[1]。本文以十二烷基苯磺酸作為引氣劑，通過測定不同摻量混凝土性能的影響，研究十二烷基苯磺酸鈉作為引氣劑的最佳摻量以及其對混凝土性能的影響。

1 試驗(yàn)

1.1 原材料

(1)水泥：焦作堅(jiān)固水泥有限公司生產(chǎn)的普通硅酸鹽42.5級水泥，其化學(xué)成份和物理性能見表1、表2。

表1 水泥化學(xué)成份

表2 水泥物理力學(xué)性能

(2)砂：信陽產(chǎn)河砂，細(xì)度模數(shù)為2.62，含泥量為1.1 %，堆積密度為1 380 kg/m3。

(3)碎石：新密石灰石碎石，規(guī)格為5～20 mm，含泥量為0.4 %，泥塊含量為0.1 %。針片狀含量4.1 %。其中5～10 mm占40 %，10～20 mm占60 %，壓碎指標(biāo)值為8.5 %。

(4)減水劑：脂肪族高效減水劑，實(shí)驗(yàn)室自己合成，摻量1.4 %，減水率25 %。

1.2 試驗(yàn)所用的混凝土的基本配合比及性能

試驗(yàn)所用的混凝土基本配合比及性能見表3。

表3 試驗(yàn)所用的混凝土基本配合比

2 試驗(yàn)

2.1 引氣劑品種的選用及用量的確定

每一種引氣劑的引氣量都不是固定值，因?yàn)橛绊懸蛩靥啵渲翟? %～5 %之間波動，為了充分顯示不同引氣劑對混凝土性能的影響，首先用安陽湖泊生產(chǎn)的P·S·A32.5水泥確定引氣劑的種類，不同種類引氣劑對混凝土性能的影響不同(表4)。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，綜合考慮性價比因素，本文采用十二烷基苯磺酸鈉作引氣劑。

2.2 十二烷基苯磺酸鈉摻量的確定

將十二烷基苯磺酸鈉分別按0.003 %、0.005 %、0.008 %、0.010 %、0.012 %摻入基準(zhǔn)配比混凝土中，分別測定混凝土拌合物的坍落度、擴(kuò)展度、含氣量和泌水率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5、表6和圖1、圖2。

從表5、表6和圖1、圖2可看出，當(dāng)十二烷基苯磺酸鈉摻量為0.005 %時，混凝土引氣量為3.8 %，泌水率為1.2 %(泌水率與不摻引氣劑的基準(zhǔn)混凝土相比為21 %)，3d抗壓強(qiáng)度比為100 %，7 d抗壓強(qiáng)度比為99 %，28 d抗壓強(qiáng)度比為98 %。因此十二烷基苯磺酸鈉的最佳摻量為水泥質(zhì)量的0.003 %～0.010 %左右。這樣既能保證混凝土的泌水率顯著下降，又不影響混凝土的強(qiáng)度。

表4 不同引氣劑對混凝土抗凍融及抗?jié)B性能的影響

表5 十二烷基苯磺酸鈉對混凝土和易性的影響

表6 十二烷基苯磺酸鈉摻加量對混凝土強(qiáng)度的影響

圖1 十二烷基苯磺酸鈉對混凝土擴(kuò)展度和泌水率的影響

圖2 十二烷基苯磺酸鈉對混凝土抗壓強(qiáng)度的影響

3 結(jié)論

十二烷基苯磺酸鈉是一種性能優(yōu)良的混凝土引氣劑，其分散潤滑、滾珠及減水作用提高了混凝土的工作性可泵性與和易性。由于氣泡的存在及表面吸附作用，水泥漿粘度提高，明顯減少混凝土泌水及沉降收縮。十二烷基苯磺酸鈉的摻入，混凝土坍落度損失減小，說明它能提高混凝土拌合物的經(jīng)時損失。摻用十二烷基苯磺酸鈉的混凝土由于需水量減少，毛細(xì)孔率也顯著降低，混凝土中的毛細(xì)孔通道被微小氣泡切斷，混凝土的抗?jié)B性能大大改善。適量的氣泡能緩沖混凝土中因凍融產(chǎn)生的膨脹應(yīng)力，混凝土抗凍性能可提高數(shù)倍。十二烷基苯磺酸鈉在某一摻量以下時，不會降低強(qiáng)度而同時使混凝上含氣量隨摻量而增高；超過臨界值后，摻量提高會降低強(qiáng)度。

[1] 尤啟俊.引氣對混凝土強(qiáng)度影響的認(rèn)識誤區(qū)[J].混凝土, 2003(6)：28-29.

羅梅(1965～)，女，高級工程師，主要從事建筑材料研究開發(fā)及建筑工程質(zhì)量監(jiān)督管理工作。

TU528.042+4

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[定稿日期]2017-04-14