AIR202引氣劑在三峽工程中的試驗及應用

1、AIR202引氣劑在三峽工程中的試驗及應用 摘 要 引氣劑作為混凝土中普遍使用的一種外加劑，有著改善混凝土性能，大幅度提高混凝土耐久性的優(yōu)點。本文主要介紹了廣泛應用于三峽三期工程混凝土中的AIR202引氣劑的性能特點、試驗及應用情況，為引氣劑在大體積混凝土施工中的試驗及應用積累了經(jīng)驗。關鍵詞 AIR202引氣劑 三峽工程 試驗應用1概述美國是最早開始研究引氣劑的國家，而挪威 1974 年首次在大壩混凝土中使用了引氣劑，目前美國、日本等發(fā)達國家在大部分混凝土中規(guī)定必須加入引氣劑或引氣減水劑。我國這方面的工作始于50 年代，用于提高水工混凝土的耐久性。三峽水利樞紐三期工程于二OO二年十一月開始施工

2、，混凝土工程量為900多萬立方米，混凝土方量大，澆筑強度高，混凝土各項性能指標要求高，在質量控制過程中必須滿足相應的國家標準，與此同時，還應滿足三峽工程質量標準要求。自三峽工程施工開始，在主體工程各標號混凝土中基本都摻用了引氣劑，引氣劑的摻入有效的改善了主體工程常規(guī)混凝土及高流態(tài)、抗沖磨、鋼纖維、泵送等特種混凝土的和易性，減少了混凝土的離析，提高了混凝土的抗?jié)B性、抗凍性，滿足了大體積混凝土的耐久性要求，取得了很好的社會經(jīng)濟效益。AIR202引氣劑自在三峽工程碾壓混凝土圍堰成功應用后，因其原液為濃度20%的液體，配制方便且各項性能較為穩(wěn)定，很快在三峽三期大壩及廠房等主體工程施工中先后被推廣使用。

3、2引氣劑的作用機理及性能在混凝土中摻入引氣劑，能在攪拌過程中引入大量的微小氣泡，而引氣劑分子定向排列在氣泡壁上，由氫氧化鈣與引氣劑作用生成的鈣皂吸附在氣泡壁上增強了氣泡的穩(wěn)定性，這些微小氣泡均勻分布在混凝土拌和物中，產(chǎn)生類似于滾珠的作用，減少骨料顆粒間的摩阻力，減少用水量，增加拌和物的稠度，抑制泌水，改善混凝土的和易性，從而獲得均勻的混凝土。在保持混凝土的和易性和水灰比不變的情況下，可節(jié)省水泥用量。尤其是混凝土中大量均勻分散的微小氣泡可顯著提高混凝土的抗?jié)B、抗凍等耐久性能，微小氣泡分散在混凝土內(nèi)部，還可降低混凝土的彈性模量，有利于提高混凝土的抗裂性。AIR202引氣劑是以改性松香酸鹽為主要成分

4、的陰離子表面活化劑，為茶色透明液體，含固量為20%，20環(huán)境下比重為1.04左右，PH值為9.512.5。其性能指標現(xiàn)場檢測值和生產(chǎn)控制值見表1。表1 AIR202引氣劑性能指標項目固體含量（%）PH值表面張力（mN/m）堿含量（%）Na2SO4含量（%）含氣量（%）減水率（%）泌水率比（%）現(xiàn)場測值20.849.72401.480.145.17.834生產(chǎn)控制值20±111±1.535±51.22.50.025.0±0.56703引氣劑的摻量影響引氣劑摻量的因素較多，可能影響AIR202引氣劑引氣量摻量大小的因素有：（1）水泥的比表面積越大，引氣劑的摻

5、量會增大。例如：水泥的比表面積從300m2/kg增加到500m2/kg，引氣劑的摻量可能會加倍。（2）混凝土配合比中的水泥用量越大，引氣劑的摻量會增大。例如：水泥用量從250m3/kg 增加到300m3/kg，引氣劑的摻量可能會增加50。（3）水泥或骨料中的油類污染物可能造成混凝土中含氣量的增加或減少。（4）混凝土配合比中的水膠比越大，引氣劑摻量會增大。（5）粉煤灰中存在的碳會吸附引氣劑，因此要增加引氣劑的摻量才能達到要求的含氣量。另外，粉煤灰細度的不同也會造成引氣劑摻量的增加或減少。4引氣劑的配制及使用方法AIR202引氣劑為茶色透明液體，易溶于水配制使用方便，摻入微量即可獲得良好的引氣效果

6、，其配制及使用方法如下：（1）使用前應先將引氣劑配置成2%3%濃度的溶液。（2）將稱量好的引氣劑攪拌均勻，然后倒入計量好的水中并攪拌，待引氣劑完全溶解后即可使用。（3）現(xiàn)場混凝土含氣量發(fā)生波動時，應先查明原因，不宜輕易調(diào)整引氣劑的摻量。5引氣劑現(xiàn)場試驗情況AIR202引氣劑為液體溶液，配制使用方便，曾在三峽水利樞紐碾壓混凝土圍堰工程中成功應用。進入三期工程，AIR202引氣劑更是得到了廣泛的應用，在三期主體工程各類混凝土中先后都曾選用了AIR202引氣劑。5.1引氣劑摻量的確定引氣劑的摻量是根據(jù)生產(chǎn)廠家推薦摻量經(jīng)過現(xiàn)場試驗進行確定的，現(xiàn)場試驗按照國標混凝土外加劑（GB8076-97）進行，基準

7、混凝土試驗條件為：水泥采用采用華新中熱525#水泥，水泥用量330±5 kg/m3；三峽下岸溪人工骨料，砂FM=2.72，砂率40%；基準砼用水量195kg/m3；坍落度70-90mm，實測坍落度87mm。不同摻量引氣劑混凝土配合比根據(jù)現(xiàn)場試驗情況確定，其配合比及混凝土性能試驗結果見表2。表2 摻AIR202引氣劑混凝土性能試驗結果試驗編號砼類別水膠比實測坍落度(mm)AIR202 ()減水率()抗壓強度(MPa)抗壓強度比(%)含氣量(%)凝結時間差(min)和易性3d7d28d初凝終凝基準-1基準0.5987/12.6/10019.7 / 10035.5/1001.0/較好A-1

8、-1試驗0.56730.0185.112.8/10221.2/10833.6/954.2/好A-1-2試驗0.55840.0206.212.4/9820.5/10434.7/984.8+25+21好A-1-3試驗0.54790.0257.712.2/9720.7/ 10534.3/975.4/好GB8076-97引氣劑一等品/80±1/69595903-90+120-90+120/表2的試驗結果表明，AIR202引氣劑在0.018、0.02和0.025%摻量時，試拌的混凝土均能滿足混凝土和易性要求，在0.018%摻量時含氣量偏低，在0.02%摻量時效果最佳。但因影響引氣劑摻量的因素很

9、多，在具體試驗及施工時根據(jù)三峽工程相關標準要求將混凝土拌和物含氣量控制在4.5%5.5%左右，因此對不同標號、不同粉煤灰摻量，混凝土的引氣劑摻量在0.02%基礎上在具體的混凝土試驗時根據(jù)實際情況進行了調(diào)整。5.2摻AIR202引氣劑混凝土的性能試驗選擇華新水泥、鄒縣粉煤灰、三峽下岸溪人工骨料、江蘇博特JM-C減水劑及AIR202引氣劑進行。摻AIR202引氣劑主要標號混凝土試驗參數(shù)見表3，砼拌和物性能試驗結果見表4，砼力學性能及耐久性能試驗結果見表5。表3 摻AIR202引氣劑混凝土試驗參數(shù)試驗編號砼標號級配坍落度（mm）水膠比煤灰摻量（%）砂率（%）JM-C（%）AIR202（%）小石:中石

10、:大石:特大石S-1C9015F100W8二50700.5540370.50.02845:55S-2三30500.5540310.50.02825:30:45S-3四30500.5540260.50.02820:20:30:30S-4C9020F150W10二50700.5035360.50.02345:55S-5三30500.5035310.50.02325:30:45S-6四30500.5035260.50.02320:20:30:30S-7C9020F250W10二50700.5030360.50.02345:55S-8三30500.5030310.50.02325:30:45S-9四3

11、0500.5030260.50.02320:20:30:30S-10C9025F250W10二50700.4530350.50.02145:55S-11三30500.4530300.50.02125:30:45S-12四30500.4530250.50.02120:20:30:30S-13C25F250W10C9030F250W10一50700.4520410.50.018100S-14二50700.4520350.50.01845:55S-15三30500.4520300.50.01825:30:45S-16四30500.4520250.50.01820:20:30:30S-17C30F25

12、0W10一50700.4020400.50.018100S-18二50700.4020340.50.01845:55S-19三30500.4020290.50.01825:30:45表4 摻AIR202引氣劑混凝土拌和物性能試驗結果試驗編號粘聚性棍度含砂析水容重（kg/m3）實測含氣量（%）實測坍落度（mm）凝結時間（h:min）初凝終凝S-1較好中中少23255.06814:3020:15S-2好上中少/5.145/S-3好上中少/4.752/S-4好上中少/4.87014:1519:45S-5好上中少23884.546/S-6好上中少/4.844/S-7較好中中少/5.36413:5019

13、:25S-8好上中少/5.150/S-9好上中少24274.748/S-10好上中少/5.16913:3517:55S-11好上中無23854.850/S-12好上中無/5.042/S-13好上中無/5.471/S-14好上中少23474.96712:3016:35S-15好上中無/5.047/S-16好上中無/5.036/S-17好上中無/5.565/S-18好上中少/4.66111:1515:00S-19好上中無24054.546/表5 摻AIR202引氣劑混凝土力學性能及耐久性試驗結果試驗編號標號級配抗壓強度（Mpa）極限拉伸（×10-4）抗?jié)B抗凍（28d）7d28d90d28

14、d90d90d凍融循環(huán)次數(shù)相對動彈模(%)重量損失(%)標號S-1C9015F100W8二7.815.324.3/S-2三11.218.527.6/S-3四10.417.327.20.850.92810084.31.80F100S-4C9020F150W10二14.221.829.80.981.03/S-5三11.619.628.50.961.02/S-6四13.520.730.40.930.971015088.11.57F150S-7C9020F250W10二15.425.034.30.991.04/S-8三13.922.131.50.951.02/S-9四14.323.332.21.021

15、.061025086.01.96F250S-10C9025F250W10二16.928.336.51.061.12/S-11三15.726.536.11.021.07/S-12四18.328.637.21.101.131025088.51.69F250S-13C25F250W10C9030F250W10一18.628.838.6/S-14二21.031.741.81.111.15/S-15三20.532.042.71.051.121025091.21.44F250S-16四19.529.941.4/S-17C30F250W10一22.634.3/S-18二24.237.5/1.04/10250

16、90.51.38F250S-19三25.036.4/表3表5試驗結果表明，摻加AIR202引氣劑混凝土和易性好，混凝土含氣量、坍落度、凝結時間以及抗壓強度、極限拉伸、抗?jié)B、抗凍等各項性能均滿足設計指標及三峽工程質量標準中對混凝土的技術要求。6引氣劑現(xiàn)場應用情況AIR202引氣劑在三峽工程碾壓混凝土圍堰工程中成功應用后，在三期工程中得到了更為廣泛的推廣應用，在主體工程各標號混凝土中，先后均曾摻用了AIR202引氣劑。三期工程開工至今，僅以大壩標IA標段主為例，右岸廠房壩段及右岸非溢流壩段體工程共生產(chǎn)混凝土200余萬方，從現(xiàn)場檢測結果看，現(xiàn)場混凝土坍落度檢測8177次，合格率為99.2%，混凝土含氣量檢測8319次，合格率為99.1%，混凝土抗壓強度機口檢測11697組，倉面檢測1083組，全部滿足設計要求；混凝土抗凍及抗?jié)B檢測134組，合格率為100%，其它混凝土各項性能指標均滿足要求，各標段混凝土生產(chǎn)水平全部達到優(yōu)秀，表明混凝土生產(chǎn)及控制保持了較高的水平，同時也表明AIR202引氣劑有著良好的性能，在三峽工程中的推廣應用是成功的，取得了良好的效果。7結束語混凝土中摻入引氣劑，對改善混凝土和易性，減少泌水和離析，提高混凝土的耐久性起到了很好