引氣劑對(duì)混凝土性能的影響

引氣劑對(duì)混凝土性能的影響

0砂材料的選擇。在石炭砂或砂基近年來，隨著基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)代化的快速發(fā)展，對(duì)商品混凝土和預(yù)制砂的需求也顯著增加。此外，由于國(guó)家環(huán)境保護(hù)的日益上升，可利用的天然砂資源越來越少。目前,許多地區(qū)已經(jīng)開始大量使用石屑、特細(xì)砂、尾礦砂等代替河沙做為配制商品混凝土的原材料。但是因?yàn)檫@些替代材料本身的缺陷,致使生產(chǎn)的混凝土經(jīng)常出現(xiàn)和易性不好、施工性和耐久性差等問題。而在混凝土生產(chǎn)過程中添加適當(dāng)?shù)囊龤鈩?可使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡1測(cè)試1.1化學(xué)組成水泥:徐州誠(chéng)意水泥有限公司生產(chǎn)的P·O42.5水泥,標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量25.1%,3d、28d抗壓強(qiáng)度分別為27.6MPa、50.7MPa,其化學(xué)組成見表1。粉煤灰:Ⅱ級(jí),徐州華潤(rùn)電廠產(chǎn),需水量比97%,細(xì)度17.3%。礦粉:S95級(jí),徐州金力產(chǎn),28d活性指數(shù)106%。機(jī)制砂:產(chǎn)自徐州明陽采石場(chǎng),細(xì)度模數(shù)3.0,含泥量2.5%,含粉量14%。粗骨料:徐州明陽采石場(chǎng)產(chǎn)的5~25mm連續(xù)級(jí)配碎石。減水劑:安徽鑫固環(huán)保股份有限公司生產(chǎn)的ZM-4B型聚羧酸系高性能減水劑;引氣劑:三萜皂苷(液體),市售;十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉(K12),分析純。1.2試驗(yàn)設(shè)備HJW-60型單臥軸強(qiáng)制式實(shí)驗(yàn)室混凝土攪拌機(jī),天津市路達(dá)建筑儀器有限公司;SYE-2000型壓力試驗(yàn)機(jī),北京三宇偉業(yè)試驗(yàn)機(jī)有限公司;LC-615(A/B)型直讀式混凝土含氣量測(cè)定儀;DTL氯離子電通量測(cè)定儀。1.3引氣劑的影響試驗(yàn)采取GB/T50080—2016《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》中混凝土倒置坍落度桶排空方法,測(cè)試新拌混凝土的施工性能;以測(cè)量的擴(kuò)展度表示摻引氣劑對(duì)新拌混凝土和易性的影響;以LC-615(A/B)型直讀式混凝土含氣量測(cè)定儀測(cè)試混凝土含氣量及濕密度變化;按GB/T50082—2009《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》測(cè)量混凝土養(yǎng)護(hù)56d的電通量;按照GB/T50081—2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》測(cè)試混凝土各養(yǎng)護(hù)齡期的強(qiáng)度;搖泡試驗(yàn):在250ml的量筒中添加1%濃度的引氣劑水溶液100g,上下?lián)u晃25次,測(cè)量引氣劑的氣泡高度、穩(wěn)泡時(shí)間,并觀察氣泡形態(tài)。2皂苷液體泡高度由表2可以看出,十二烷基硫酸鈉(K12)的起泡高度最高、引氣效果最好,但是穩(wěn)泡性能最差,1h氣泡高度損失約35%,而且它的氣泡之間多有貫穿現(xiàn)象,封閉性、均勻性略差;三萜皂苷(液體)的起泡高度相比十二烷基硫酸鈉(K12)的略有降低,但是它的氣泡之間封閉性、均勻性更好,氣泡液膜較厚,且穩(wěn)定性好,1h氣泡高度損失約10%;十二烷基苯磺酸鈉的氣泡形態(tài)同三萜皂苷(液體)相似,氣泡間也多是封閉獨(dú)立的,但是其起泡高度太小、引氣性能太差2.2引入氣劑對(duì)新混凝土性能的影響2.2.1混凝土的摩爾比混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度C35,其配比(kg/m2.2.2引氣劑對(duì)新拌混凝土擴(kuò)展度的影響從表3可以看出:(1)隨著引氣劑摻量的增加,新拌混凝土含氣量呈上升趨勢(shì)、倒坍落度桶排空時(shí)間呈縮短趨勢(shì),其中摻入K12的混凝土含氣量增加最為明顯、倒坍落度桶排空時(shí)間下降最為明顯;摻入十二烷基苯磺酸鈉的含氣量增加最少、倒坍落度桶排空時(shí)間縮短也是最少,這也和引氣劑本身的起泡能力(見表2)呈對(duì)應(yīng)關(guān)系。而混凝土含氣量的提高,代表著混凝土內(nèi)部引入的微小氣泡越多,大量的微小氣泡增加了混凝土各組分之間的潤(rùn)滑作用(2)隨著引氣劑摻量的提高新拌混凝土平均擴(kuò)展度呈先升高再降低的趨勢(shì),當(dāng)使混凝土含氣量達(dá)到2.5%~3.0%時(shí),新拌混凝土擴(kuò)展度達(dá)到最大值,這是因?yàn)橐龤鈩┚哂幸欢ǖ臏p水作用,增大了新拌混凝土的擴(kuò)展度。而當(dāng)含氣量大于3.0%后,新拌混凝土的擴(kuò)展度又呈下降趨勢(shì),這是因?yàn)橐脒^多的微小氣泡粘結(jié)著固體顆粒,使混凝土的內(nèi)聚力增加過多,從而影響了混凝土的擴(kuò)展度。(3)當(dāng)混凝土含氣量達(dá)到2.5%時(shí),相同含氣量時(shí)它們的初始擴(kuò)展度及倒坍落度桶排空時(shí)間基本一致,而30min時(shí)十二烷基硫酸鈉(K12)相比三萜皂苷(液體)的擴(kuò)展度降低了約5%、倒坍落度桶排空時(shí)間延長(zhǎng)了約8.5%。這主要與引氣劑產(chǎn)生氣泡的氣泡形態(tài)、穩(wěn)泡性能有關(guān),良好的氣泡形態(tài)、穩(wěn)泡性能對(duì)提高新拌混凝土和易性、施工性的保持起著非常重要的作用。2.3引氣劑對(duì)凝土性能的影響從表4可以看出,隨著含氣量的增大,混凝土28d抗壓強(qiáng)度呈下降趨勢(shì)。當(dāng)摻量達(dá)到0.01%時(shí),摻十二烷基硫酸鈉(K12)下降最為明顯,下降約34%(遠(yuǎn)小于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度),摻三萜皂苷(液體)的強(qiáng)度下降約12.1%(滿足混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求),而摻十二烷基苯磺酸鈉因其引氣能力太小,強(qiáng)度下降僅為2.6%。所以在選擇使用引氣劑的時(shí)候不僅要考慮其帶來的各種益處,還需考慮當(dāng)摻量過大時(shí)帶來的危害。電通量指標(biāo)是評(píng)價(jià)混凝土耐久性的重要指標(biāo)之一。電通量越小往往代表著混凝土具有更高的密實(shí)度、更好的抗?jié)B性及抗氯離子侵蝕能力等。從表4可以看出,當(dāng)使用三萜皂苷(液體)時(shí),電通量值呈線性下降趨勢(shì),引氣劑摻量達(dá)到0.01%時(shí),混凝土電通量值降低了28.4%;而摻入十二烷基硫酸鈉(K12)時(shí),當(dāng)引氣劑摻量≤0.003%時(shí),隨摻量的增大,電通量呈現(xiàn)下降趨勢(shì),而當(dāng)引氣劑摻量≥0.005%時(shí),隨摻量的增大,電通量不僅沒有繼續(xù)降低反而是提高了,這是因?yàn)榛炷羶?nèi)部引入了過高的氣泡,造成混凝土孔隙率增大、密實(shí)度降低、混凝土強(qiáng)度大幅度下降,從而使電通量上升、耐久性變差綜上,十二烷基苯磺酸鈉因其引氣量過小,摻量在0.01%范圍內(nèi)對(duì)混凝土的性能影響也非常小,在使用時(shí)可以0.01%作為起始摻量或者搭配引氣能力好的引氣劑復(fù)配使用。十二烷基硫酸鈉(K12)引氣能力最好,氣泡形態(tài)及穩(wěn)定性略差,對(duì)混凝土的和易性、施工性有很大的改善,對(duì)提高混凝土含氣量特別快,但含氣量過快提高的同時(shí)混凝土的強(qiáng)度下降也特別明顯,耐久性也會(huì)大幅度降低。所以在選擇使用這種引氣劑的時(shí)候應(yīng)嚴(yán)格的控制其摻量,一般選擇的摻量為0.0005%~0.0025%。三萜皂苷(液體)引氣性、穩(wěn)泡性、均勻性、氣泡形態(tài)都非常好,在0.01%的摻量范圍內(nèi),引氣性增加穩(wěn)定,不會(huì)出現(xiàn)因提高0.001%的摻量,混凝土的含氣量大幅度增加及強(qiáng)度大幅度降低的現(xiàn)象;而且隨著摻量的增加,混凝土的和易性、施工性及耐久性都呈線性提高,當(dāng)摻量達(dá)到0.009%時(shí),混凝土28d抗壓強(qiáng)度降低約11%。所以建議三萜皂苷使用摻量宜控制在0.002%~0.008%范圍內(nèi),在此范圍內(nèi)混凝土的強(qiáng)度影響較小而和易性、施工性、耐久性都得到了明顯提高。3引氣劑的選擇(1)通過引氣劑搖泡試驗(yàn)測(cè)得的氣泡特性,與應(yīng)用在混凝土中有著相對(duì)應(yīng)的關(guān)系。即:相同的引氣劑摻量,起泡高度越高混凝土的含氣量增加越多;氣泡形態(tài)及穩(wěn)泡性能越好,混凝土的擴(kuò)展度、倒坍落度桶排空時(shí)間保持性越好。(2)當(dāng)混凝土含氣量≤5%時(shí),混凝土的和易性、施工性及耐久性有很大的提高,但當(dāng)含氣量>5%時(shí),混凝土孔隙率增大、密實(shí)度降低、強(qiáng)度大幅度下降、電通量增大、耐久性降低。(3)選擇引氣劑品種及摻量時(shí),十二烷基苯磺酸鈉可以以0.01%作為起始摻量或