甲酸钙对引气混凝土气孔结构的影响.pdf

索松山等： 甲酸钙对引气混凝： t 气孔结构的影响 9 甲酸钙对引气混凝土气孔结构的影响 索松山， 李家和 ( 哈尔滨工业大学土木工程学院 。 哈尔滨1 5 0 0 9 0) 【 摘要】 采用显微镜导线法对掺人甲酸钙的引气混凝土气孔结构的研究结果表明： 对于 s J 一 2非离子型 引气剂， 甲酸钙会降低混凝土气泡的比表面积和含气量 ， 增大气泡间距系数， 对混凝土的气孔结构有不利作用 ， 从 而对混凝土抗冻性产生不利的影响； 对于 D H一9阴离子型引气剂， 甲酸钙会增加混凝土气泡的比表面积和含气 量， 降低气泡间距系数， 改善了混凝土的气孔结构， 可以提高混凝土的抗冻性。 【 关键词】 引气混凝土； 甲酸钙； 新拌混凝土含气量； 硬化混凝土气孔结构 【 中图分类号】 T U 5 2 8 2 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 2 ) 0 7 0 0 0 9 0 2 T I I E I N F L U E NC E OF C a ( HCOO) 2 ON A I R- VOI D S Y S T E M oF AI ENTRADNG CoNCRETE S UO S o n g s h a n，L I J i a h e ( S c h o o l o f C i v i l E n g i H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y ， Ha r b i n 1 5 0 0 0 1 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： Wi t h t h e mi c r o s c o p e w i r e me t h o d，the r e s u s o n the s t u d y o f a i r e n t r a i n e d c o n c r e t e p o r e s t r u c t u r e m i x e d w i t h C a ( H C O O) 2 s h o w t h a t ： F o r S J ,- 2 ，w i th t h e g r o w t h o f the a d d e d c o n t e n t ，C a ( H C O 0) 2 c o u l d r e d u c e s p e c i fi c s u r f a c e ，a n d a i r c o n t e n t e n h a n c e s p a c i n g f a c t o r ， a n d h a v e d e t e r i o r a ti o n O i l a i r v o i d s y s t e m ，S O t h a t i t c o u l d h a v e n e g a ti v e i n fl u e n c e o n the a n ti f r o z e n p rop e r t i e s o f c o n c ret e ；F o r D H- 9 ， w i th the g r o w t h o f the a d d e d c o n t e n t ， C a ( H C O O ) 2 c o u l d i n c r e a s e s p e c i fi c s u rf a c e ， a n d a i r c o n t e n t ，r e d u c e s p a c i n g f a c t o r ，a n d i mp r o v e a i r v o i d s y s t e m，S O tha t i t c o u l d h a v e po s i t i v e i nfl u e n c e o n the an t i f r o ze n p rop e r t i e s o f c o n c r e t e Ke y w o r d s ： a i r - e n t r a i n i n g c o n c r e t e ； C a ( H C O 0 ) 2 ； a i r c o n t e n t o f f r e s h c o n c r e t e ； a i r v o i d s y s t e m 我国北方地区为提高混凝土新拌性能和耐久性， 往往 在混凝土中掺人微量引气剂 ， 通常为 0 o 5 0 1 5 o 。新 拌和硬化混凝土中引入适量微细、 封闭、 互不连通、 独立分 布的气泡， 可显著改善混凝土拌合物的工作性 ， 提高混凝土 抗冻性， 抗渗性明显提高； 同时还大量使用防冻剂和早强剂 来提高混凝土的抗冻性 2 J ， 其主要成分为氯盐、 硫酸盐、 亚 硝酸盐、 硝酸盐、 碳酸盐等无机盐和三乙醇胺、 甲酸钙、 乙酸 钙等有机盐 】 。盐类外加剂对混凝土孔结构与耐久性有较 大影响， 不同盐的影响存在很大差异。某些盐可能引起混 凝土引气量降低， 并使引入的气孔变得粗大 ， 影响混凝土后 期强度， 从而影响混凝土的抗冻性 【 4 J 。 因此， 本试验针对甲酸钙( C a ( H C O 0) ) 对引气混凝土的 新拌混凝土含气量和硬化混凝土气孔结构的影响进行研究， 结合气孔结构参数和孔径分布， 探究其影响规律 ， 为提高北方 地区混凝土结构的耐久性提供理论支撑和技术支持。 1 试验原料与方 法 ( 1 ) 试验原料： 试验采用亚泰集团哈尔滨水泥厂生产 的天鹅牌 P 0 4 2 5水泥； 砂为中砂， 细度模数为 2 3 ； 碎石 为 5 2 0 ra m连续级配； 非引气型萘系高效减水剂， 减水率 2 0 ； 引气剂采用 S J 一2 非离子型和 D H一 9阴离子型两种； 甲酸钙为无水分析纯用化学试剂 ， 含量9 9 。 ( 2 ) 试验方法 ： 硬化混凝土气孔结构按照 S L 3 5 2 2 0 0 6 ( 水工混凝土试验规程中的 硬化混凝土气泡参数试 验( 直线导线法) 进行测定。 ( 3 ) 试验配合比： 见下表 1 ， 其中 U N F一5减水剂、 c a ( H C O 0) 、 引气剂的用量为水泥用量的质量百分数。 ：2 实验 结果与分析 ：2 1 甲酸钙对新拌引气混凝土含气量的影响 由图 1可以看出， 对于 s J 一 2非离子型引气剂， 掺入 c a ( H C O 0 ) 后， 使新拌混凝土含气量降低， 且降低幅度随掺量 增加而增大； 对于 D H一 9阴离子型引气剂 ， 新拌混凝土含气 量在掺量0 5 时降低， 但当掺量增加时， 新拌混凝土含气 量增加， 随着掺量的增加而增大。 2 2 甲酸钙对硬化引气混凝土气孔结构的影响 ( 1 ) 甲酸钙对硬化引气混凝土气泡间距系数的影响 由图2可以看出， 对于掺 s J 一 2非离子型引气剂的硬化 混凝土， 气泡间距系数为2 0 1 p m， 掺入 C a ( H C O 0) ： 后， 当掺 量为0 5 时， 气泡间距系数增加到 2 5 7 n ， 这对混凝土的 1 0 低温建筑技术 2 0 1 2 年第 7 期( 总第 1 6 9期) 抗冻性不利； 而且 C a ( H C O O ) ： 随着掺量的增加， 气泡的间 距系数继续增加 ， 当掺量达到 1 5 时， 混凝土气泡间距系 数为2 9 4 m； 国内外的研究表明， 混凝土的气泡间距系数小 于2 5 0 m时， 混凝土的抗冻性基本满足 F 3 0 0的要求 ， 由此 可见， 当C a ( H C O 0) 掺量达到 1 5 时， 混凝土的气泡间距 系数已大于2 5 0 p m较多， 可能造成混凝土抗冻性下降较多。 表 1 混凝土配合比 啊 扪 赠 甲酸钙掺量， 图1 甲酸钙掺量新拌混凝土 含气量的影响 一 呈 蟊 厘 避 试件标号 图3 C a ( HC O O ) ： 对掺DH 一 9 的硬化引气 混凝土气泡间距 系数影响 注： 1 s为掺 s J 一 2 非离子型引气剂的硬化混凝土； 2 J s 为掺 S J 一 2 和 C a ( H C O 0 ) 2 的硬化混凝土， 1 、 2 3 分别代表 C a ( H C O 0 ) 2 的掺量为 0 5 、 1 O 、 1 5 ； 3 D为掺 D H一 9阴离子型引气剂的硬化混凝土； 4 J D为掺 D H一 9和 C a ( H C O 0 ) 2的硬化混凝土， 1 、 2 、 3分别代表 c a ( H C O 0 ) 2 的掺量为0 5 、 1 O 、 1 5 。 由图3可看出， 掺 D H一9阴离子型引气剂的硬化混凝 土 ， 气泡间距系数为 2 4 6 1 a ， 掺入 C a ( H C O O) 后， 当掺量比 较低为 0 5 时， 气泡间距系数增加到 3 1 4 n ， 对混凝土抗 冻性产生不利影响； 但随掺量增加， 气泡间距系数降低， 当 堡6 5 6 o 加5 5 丞s -0 粤 l l 4 5 4 0 3 5 S J S -1 J S一 2 J S 一 3 试件标号 11 1 4 c a ( H c O O ) 2 对掺s J 一 2 的硬化引气混凝土含气量影响 S I - 2 S ， - 2 + O - l 目SJ-2+1 sI-2+15 崩 甲酸钙 甲酗钙 甲酸钙 气越尺 图6 c a O I c 0 c 喇奎 s 卜 2 的硬化引气混凝土气孔孔径分布影响 由图 4可以看出， 对于掺 s J 一 2非离子型引气剂的硬化 混凝土， 含气量为 5 7 7 ， 掺入 C a ( H C O 0) ： 后， 随着掺量的 掺量达到 1 5 时， 气泡间距系数为 2 3 2 p u ， 又对混凝土抗 冻性产生有利影响。这方面的机理有待于今后继续研究。 ( 2 ) 甲酸钙对硬化引气混凝土含气量的影响。甲酸 钙对硬化引气混凝土含气量的影响见下图4和图5 。 赠 6 5 6 0 5 5 5 0 4 5 饕 4 o 黯3 5 图5 C a ( HC O O 一 ；一 气泡尺寸， 岬 图7 c a C 0 o ) ： 对掺D H 的硬化引气混凝土气孔孔径分布影响 增加， 硬化混凝土含气量降低， 当掺量达到 1 5 时， 含气量 ( 下转第 3 O页) 胁 广 一 一 D 渤 姗 渤 瑚 啪 瑚 堡 棚姐 堡 瓤 姐窨卅 赠 醚 堡 如雹 繇璐： 醚 低温建筑技术 2 0 1 2 年第7期( 总第 1 6 9 期) 3结语 城市步行系统缺乏人性化设计的问题主要表现在以下 四个方面。第一， 现行设计规范对人行系统设计的要求不 够详细和完善， 导致在具体设计过程中， 对于细节问题无章 可循无法可依。第二， 在城市设计和场地设计中， 对人行道 重视不足， 没有对其进行充分的考虑和周全的设计， 致使纰 漏百出。第三， 市政建设部门对街道的管理不足， 使街道缺 乏必要的公共设施和后期的保养维护。第 四， 部分市民对 人行道空 间的破坏， 包括私 占街道和破 坏街道上 的公共 设 施。 要从根本上解决问题， 首要问题是确定以人性化城市 空间为 目标 、 以步行道优先发展的城市发展模式， 有了这样 的发展理念 ， 才能更进一步的改善。从城市设计的角度 ， 首 先要对现行人行系统设计规范深化， 提出更具体和严格的 要求。另外 ， 规划设计部门在人行道设计中， 更多地从人性 化的角度考虑人们的使用， 提高人行道的地位。同时， 市政 部门加强对人行道的管理工作， 对于缺乏的设施及时补充 ， 对于受到损害的街道路面和设施及时修缮。 如何改善城市的交通 ， 让步行成为一件普遍和容易的 事， 让我们城市的步行系统更加人性化， 这是现代城市必须 面对的一件事， 也是宜居城市必须关注和继续深入探讨的 问题 。 参考文献 1 伊利莎白 伯顿， 琳内 - 米切尔 包容性的城市设计 一生活街 道 M 北京： 中国建筑工业出版社， 2 0 0 9 2 潘海啸， 贾宁 低碳城市的高品质交通 一政策、 体系与创新 M 上海： 同济大学出版社， 2 0 1 1 3 c J J 3 7 9 O ， 城市道路设计规范 S 4 J G J 5 0 2 0 0 1 ， 城市道路和建筑物无障碍设施设计规范 s 收稿 日期 】 2 0 1 2 0 50 7 【 作者简介 王雷( 1 9 8 5 一) ， 男， 河北邯郸人， 硕士， 研究方 向： 建筑设计方法及理论 。 ( 上接第 1 0页) 降低到4 7 9 ， 对混凝土的抗冻性不利。由图5可以看出， 对掺 D H一9阴离子型引气剂的硬化混 凝土， 含气量为 5 4 5 ， 掺入 C a ( r i c o o) ：后， 当掺量比较低为 0 5 时， 硬 化混凝土含气量降低到5 0 7 ， 对抗冻性不利； 但随着掺量 的增大， 含气 量 增加 ， 当掺量 达 到 1 5 时， 含 气 量为 5 8 9 ， 对抗冻性有利。 ( 3 ) 甲酸钙对硬化引气混凝土气孔孔径分布的影响。 由图6可以看出， 对于掺 S J 一2非离子型引气剂的硬化混凝 土 ， 硬化混凝土中的气泡的尺寸绝大部分在 1 0 0 5 0 0 m之 间， 掺入 C a ( H C O O) ： 后 ， 使得 1 0 0 m以下的气泡含量减少， 微小气泡减少导致气泡间距系数增大， 对抗冻性不利。 由图 7可以看出， 对于掺 D H一 9阴离子型引气剂的硬 化混凝土。 硬化混凝土中的气泡的尺寸同样绝大部分在 1 0 0 5 0 0 m之间， 掺入 C a ( HC O 0) 2 后 ， 使得 1 0 0 1x a -n以下的气 泡含量随着掺量增加而增多， 微小气泡增加有利于减少气 泡间距系数， 对抗冻性有利。 3结语 通过 C a ( HC O O) 在不同掺量下对不同引气剂的引气 混凝土气孔结构的影响进行比较 ， 可以得出以下结论： ( 1 ) 对于 s J 一2非离子型引气剂， 掺人 c a ( H C O 0) 后， 使新拌混凝土含气量降低， 且降低幅度随掺量增加而增 大； 对于 D H一 9阴离子型引气剂， 新拌混凝土含气量在 c a ( r i C O 0) ： 掺量0 5 时降低， 但掺量增加时， 新拌混凝土含 气量增加 ， 随着 C a ( H C O 0 ) 掺量的增加而增大。 ( 2 ) 对于掺 S J 一 2非离子型引气剂的引气混凝土， 掺 入 C a ( H C O O) 后 ， 随着掺量增加， 混凝土气泡比表面积和 含气量降低， 减少了小于 1 0 0 m的气泡含量， 增大了 1 0 0 5 0 0 n 的气泡含量， 进而增大了气泡间距系数， 对混凝土的 气孔结构有不利作用 ， 从而对 S J 一2引气混凝土的抗冻性产 生不利作用。 ( 3 ) 对于掺 D H一9阴离子型引气剂的引气混凝土， 掺人 C a ( H C O O) 后 ， 随着掺量增加， 气泡含气量和 比表面 积增加， 增大了小于 1 0 0 m的气泡含量， 减少了大于 1 0 0 t a ,m 的气泡含量 ， 进而降低了气泡间距系数， 改善了气孔结构， 可以提高 D H一 9引气混凝土的抗冻性。 参考文献 1 杨钱荣 混凝土渗透性及引气作用对耐久性的影响 J 同济 大学学报 ， 2 0 0 9， 1 8 ( 8 ) ： 46 2 葛勇， 杨文萃 无机盐外加剂对混凝土耐久性影响的研究现 状 J 低温建筑技术， 2 0 0 7 ， ( 5 ) ： 6 8 3 杨文萃， 葛勇， 袁杰， 张宝生 无机盐对水泥石孔结构的影响 c 超高层混凝土泵送与超高性能混凝土技术的研究与应 用 国际研讨会 ， 2 0 0 8： 2 8 3 2 【 收稿 日期 2 0 1 20 2 2 3 作者简介 索松山( 1 9 8 8 一) ， 男 ， 黑龙江鸡西人， 硕士， 从事 混凝土性能研究和新 型墙体材料研究工作 。