最早取得技術專利的混凝土引氣劑是文沙樹脂,它是木松香精制過程中的一種副產品。我國50年代研制了以松香熱聚物為主要成分的引氣劑,接著進行了松香皂、OP乳化劑和801-2等引氣劑的研究應用工作。目前市場上銷售的引氣劑主要有PC-2型引氣劑、CON-A型引氣劑、KF微沫劑和SJ-1、SJ-2引氣劑等。
引氣劑摻量非常小,卻能因使混凝土在攪拌過程中引氣而大幅度改善混凝土的抗凍融循環方面的耐久性,應用在道路、橋梁、大壩和港工等方面,大大提高了它們的使用壽命,因此,它是一種非常重要的外加劑。所以,引氣劑問世至今,仍然被看作是混凝土材料科學發展過程中的一大重要發現。
種類
根據化學成分,引氣劑主要有以下幾類:
1)木材樹脂酸鹽;
2)合成洗滌劑類;
3)磺化木質素的鹽類;
4)石油酸鹽類;
5)蛋白質的鹽類;
6)脂肪酸或樹脂酸及其鹽類;
7)有機硅化合物類;
8)磺酸烴的有機鹽類等。
引氣劑的摻量雖然極微,但引氣劑對干粉砂漿的性能影響卻很大。引氣劑主要作用有:
改善干粉砂漿的和易性
引氣劑的摻入使混凝(泥)土拌合物內形成大量微小的封閉狀氣泡,這些微氣泡如同滾珠一樣,減少骨料顆粒間的摩擦阻力,使混凝土拌合物的流動性增加。若保持流動性不變,就可減少用水量。同時由于水分均勻分布在大量氣泡的表面,這就使能自由移動的水量減少,濕砂漿的泌水量因此減少,而保水性、黏聚性相應隨之提高。
降低干粉砂漿的強度
由于大量氣泡的存在,減少了干粉砂漿的有效受力面積,使混凝(泥)土強度有所降低。但引氣劑有一定的減水作用(尤其像引氣減水劑,減水作用更為顯著),水灰比的降低使強度得到一定補償。但引氣劑的加入,還是會使干粉砂漿的強度下降,特別是抗壓強度。因此,引氣劑的摻量應嚴格控制,可以通過實驗干粉砂漿的含氣量、施工性能和相關的強度來確定最佳添加量。此外,由于大量氣泡的存在,使干粉砂漿的彈性變形增大,彈性模量有所降低,這對提高干粉砂漿的抗裂性是有利的。
提高干粉砂漿的抗滲性、抗凍性
引氣劑使混凝(泥)土拌合物泌水性減小(一般泌水量可減少30%~40%)。因此泌水通道的毛細管也相應減少。同時,大量封閉的微氣泡的存在,堵塞或隔斷了干粉砂漿中毛細管滲水通道,改變了干粉砂漿的孔結構,使干粉砂漿抗滲性得到提高。氣泡有較大的彈性變形能力,對由水結冰所產生的膨脹應力有一定的緩沖作用,因而干粉砂漿的抗凍性得到提高,耐久性也隨之提高。
引氣劑產品主要性能:
1、摻AH系列引氣劑能提供混凝土坍落度、流動性和可塑性。
2、減少混凝土泌水和離析,提供混凝土的均質性。
3、提供混凝土的抗折強度,當含氣量為3%-5%時,抗折強度提高10%-20%。
4、摻AH系列引氣劑彈性模量較低,剛性較小,柔韌性好。
5、混凝土的熱擴散及傳導系數降低,提高了混凝土的體積穩定性,增強了野外結構的耐候性,延長道路混凝土的使用壽命。6、大大提高了混凝土抗凍性、抗鹽漬性、抗滲性、耐硫酸鹽侵蝕及抗堿集料反應性能。
引氣劑產品用途:
1、氣泡結構好,氣泡半徑小,抗凍指標高,用于高耐久性的混凝土結構,如水壩、高等級公路、熱電站冷卻塔、水池水工、港口等。
2、撒除冰鹽的混凝土公路及橋梁。
3、高和易性混凝土工程。
4、泵送混凝土。
引氣劑使用技術特點:
1、AH系列引氣劑與水泥、砂、石一起加入攪拌機,攪拌時間需延長1分鐘-2分鐘。
2、建筑工程混凝土摻量應選低限,水工混凝土摻量應選高限。
3、抗凍融要求較高的混凝土,以及冬季施工砼,其摻量應根據混凝土含氣量的要求,通過試驗確定。
4、引氣劑也可配制溶液使用,但必須充分溶解。
5、引氣量受配制混凝土的材料及配制操作環境溫度影響,故必須盡量保持穩定才能控制含氣量波動。
6、高頻振搗不超過20秒。
引氣劑結抗壓強度影響的試驗一般情況下,混凝土引氣后,水泥漿體的孔隙率增大,承截面積減小,導致抗壓強度降低。實際上,混凝土的抗壓強度不僅與含氣量有關,也與引入的氣泡結構、孔徑大小與分布有關,還與集料和水泥石英界面結構及混凝土成型質量等有關。在保持水灰比不變時,摻入適量引氣劑后,頁巖陶粒混凝土的抗壓強度不但在降低,反而有所提高。這主要是由于引氣提高了水泥漿體的體積,進一步填充了集料間的空隙,提高了勻質性和密實度;引氣還降低了漿體的體積密度,有效地抵制了輕集料的上浮,極大地減小了離析、泌水性能,減少了集料界面缺陷;引入氣泡結構較好的大量小孔,對抗壓強度影響較小,這些正面作用彌補了由于含氣量增加所引起的抗壓強度損失。
引氣劑頁巖陶粒混凝土的抗折強度與含氣量有很大的關系,隨著含氣量的增加,抗折強度也隨之增加,一般在5%~10%之間。當混凝土的含氣量在2.5%~5.5%時,抗折強度較高;當含氣量超過5.5%后,抗折強度下降明顯。在高性能混凝土中,必須加入礦物摻合料,以進一步改善混凝土的性能。為考察粉煤灰對引氣頁巖陶粒混凝土抗壓強度的影響,在D3配合比基礎上,用粉煤灰等量取代20%的水泥。試驗結果表明,引氣輕集料混凝土摻入粉煤灰后,28d抗壓強度降低,90d抗壓強度較未摻粉煤灰的提高了5%,影響規律與普通混凝土相同。
集料界面結構和混凝土的勻質性對拉應力非常敏感。頁發達地區陶?;炷林幸氪罅康臍馀荩岣吡嘶炷恋膭蛸|性,減少了頁巖陶?;炷涟韬衔锏碾x析、泌水,改善了砂漿的孔結構,頁巖陶粒界面結構得到進一步改善。只是提高的幅度在同。據文獻[4]和[6]介紹,普通混凝土引氣后,抗折強度可提高15%左右。試驗結果表明:引氣后頁巖陶?;炷恋目拐蹚姸燃s提高8%~10%,提高幅度粒普通混凝土你,其原因可能是其界面結構較普通混凝土好,引氣雖能改善集料的界面結構,但改善程度不如普通混凝土明顯。
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