不同品种引气剂对混凝土性能影响的差异.pdf

2 0 1 6 年第 2 期 东北水利水电 水利科技 文章编号 1 0 O 2 0 6 2 4 ( 2 0 1 6 ) O 2 一o o 4 5 一O 3 不同品种引气剂对混凝土性能影响的差异 李 远， 高 宽 ( 辽宁江河水利水电新技术设计研究院， 辽宁 沈阳 1 1 0 0 0 3 ) 摘 要 研究不同品种 引气剂对混凝土减水率、 含气量及含 气量 1 h经时变化量、 抗压强度比 和抗冻性的影响， 分析各种引气剂的差异， 为引气剂的选择和应用提供了依据。 关键词引气剂； 减水率； 舍气量 ； 抗压强度比； 抗冻性 中图分类号】 T V 4 1 文献标识码 B 0 引言 随着混凝土的耐久性被 日益重视，引气剂的 研究应用成为外加剂领域的一个热点。水工混凝 土都经常或周期性地受环境水的作用，在水工混 凝土中掺入引气剂提高混凝土抗冻、 抗渗、 抗碳化 等耐久性具有不可替代的作用。在北方地区为了 更好的提高混凝土的抗冻性 ，都需要掺入引气型 外加剂，其中引气剂是该类外加剂的主要成分之 一 。在现阶段引气剂的品种繁多， 性能指标也参差 不齐 ， 为了更好的应用引气剂， 进行引气剂对混凝 土性能影响的研究。 1 引气剂的品种及选择 1 1 松香皂及松香类 松香与苯酚、硫酸和氢氧化钠以一定比例加 热条件下制成。目前在国内水工混凝土最常用的 引气剂。 主要有： 松香酸钠、 改性松香热聚物、 松香 酸盐等 ， 研究选用的是改性松香热聚物。 1 2 烷基苯磺酸盐类 工业上是用廉价的石油化学制品丙烯为原 料 ， 使其聚合成丙烯四聚体 ， 再与苯反应 ， 则得到 十二烷基的复杂混合物。主要有： 十二烷基苯磺酸 钠、 十二烷基硫酸钠等 ， 研究选用的是十二烷基硫 酸钠。 1 3 皂角苷类 皂 角苷类引气剂产 品主要 用三萜皂甙与少 量 改性化学物质混合而成。它的生产原理主要是利 用三萜皂甙易溶于水和乙醇的特性，从植物原料 中溶出三萜皂甙成份， 然后经与残渣分离、 浓缩精 制而成。 该类引气剂的气泡结构较好， 产泡半径较 小， 因此抗冻指标较高 ， 降低强度相对较小。 1 4 木质素盐类 木质素盐类是造纸 工业 的副产 品，该产 品具 有减水剂和引气作用。主要有 ： 木质素磺酸钠、 木 质素磺酸钙等， 研究选用的是木质素磺酸钠。 1 5 聚醚多元醇类 该类引气剂主要与聚羧酸高性能减水剂进行 复配应 用。 2 主要试验内容 2 1 试 验方法 研究 中 ，混凝 土配合 比和 试验 方法参 照 G B 8 0 7 6 2 0 0 8 ( 混凝土外加剂 进行试验。 2 2 试 验内容 拌合物性能主要包括减水率、含气量及含气量 1 h 经时变化量， 硬化混凝土包括抗压强度比、 2 0 0 次相对耐久性；以及各引气剂在混凝土中相同含 气量的抗冻性能。 45 水利科技 东北水利水电 2 0 1 6 年第 2 期 3 试验结果及分析 3 1 松香皂及松香类 改性松香热聚物引气剂的试验结果详见表 1 。 表 1 改性松 香热聚物性 能试验结 果 随着掺量的增加减水率和含气量不断增加 ， 当掺量为 0 0 2 0 时，减水率为 6 达到标准要求； 当掺量为 0 0 1 2 时，含气量为 3 3 达到标准要 求， 合气量 1 h 经时变化量为一 O 7 - 一 0 9 。随着 混凝土含气量的增加抗压强度比不断降低 ；当混 凝土含气量小于 3 时，抗压强度比约有增加 ； 当 混凝土含气量 3 5 时 ， 含气量每提高 1 ， 抗压 强度比降低 2 一 3 ；当混凝土含气量在 5 一 8 时， 含气量每提高 1 ， 抗压强度比降低 4 - 6 。 随 着混凝土含气量的增加抗冻性先增加后降低 ； 当 掺量为 0 0 2 0 ， 混凝土含气量为 5 6 ， 动弹性模 量保留值达到最高值， 即为 9 2 。 3 2 烷基苯磺酸盐类 十二烷基磺酸钠引气剂的试验结果详见表 2 。 表 2 十二烷 基磺酸钠性 能试验结 果 随着掺量的增加减水率基本为 0 ，当掺量为 0 0 1 0 时， 减水率也只有 1 ； 随着掺量的增加含气 量不断增加， 当掺量为0 0 0 2 时， 含气量为 3 3 达 到标准要求， 含气量 1 h 经时变化量为一 1 0 一1 5 o 4 6 随着混凝土含气量的增加抗压强度比不断降低； 当 混凝土含气量小于 3 时，抗压强度比约有增加； 当混凝土含气量 3 5 时，含气量每提高 1 ， 抗 压强度比降低 2 3 ； 当混凝土含气量在 5 一 8 时， 含气量每提高 1 ， 抗压强度比降低 5 6 。 随 着混凝土含气量的增加抗冻性先增加后降低 ； 当 掺量为 O 0 0 6 ， 混凝土含气量为 5 8 ， 动弹性模 量保留值达到最高值 ， 即为 8 4 。 3 3 皂角苷类 三萜皂苷引气剂的试验结果详见表 3 。 表 3 三萜皂苷性能试验结果 随着掺量的增加减水率和含气量不断增加； 当 掺量为 0 0 1 6 时， 减水率为 6 达到标准要求， 含气 量为 3 4 达到标准要求，含气量 1 h经时变化量 为一 O 3 一 0 6 。随着混凝土含气量的增加抗压强 度比不断降低； 当混凝土含气量小于 3 时， 抗压强 度比约有增加； 当混凝土含气量 3 5 时， 含气量 每提高 1 ， 抗压强度比降低 1 - 2 ； 当混凝土含气 量在 5 8 时， 含气量每提高 1 ， 抗压强度比降低 4 5 。随着混凝土含气量的增加抗冻性先增加后 降低； 当掺量为 0 0 2 4 ， 混凝土含气量为 6 2 ， 动弹 性模量保留值达到最高值， 即为9 5 。 3 4 木质素盐类 木质素磺酸钠的试验结果详见表 4 。 随着掺量 的增加减水率、 含气量和凝结时间差不断增加， 含 气量 1 h 经时变化量为一 1 3 - 1 7 。随着掺量的 增加抗压强度比和抗冻性先增加后降低 ，当掺量 达到 O 6 凝结时间差急剧增加 ，抗压强度比急剧 降低。 该类外加剂一般归纳为普通减水剂， 达到一 定掺量有较强的缓凝效果， 在掺量不大于 0 4 ， 抗 压强度比都有明显提高。 2 0 1 6 年第 2 期 东北水利水电 水利科技 表 4 木质素磺酸钠性能试验结果 3 5 聚醚 多元醇 类 聚醚多元醇类引气剂的试验结果详见表 5 。 表 5 聚醚 多元醇类性能试验 结果 随着掺量的增加减水率不断增加 ，但都小于 标准要求； 随着掺量的增加含气量不断增加 ， 当掺 量为 0 0 1 6 时，含气量为 3 3 达到标准要求， 含 气量 1 h经时变化量为一 O 9 1 3 。随着混凝土 含气量的增加抗压强度比不断降低 ；当混凝土含 气量小于 3 时 ， 抗压强度比约有增加； 当混凝土 含气量 3 5 时， 含气量每提高 1 ， 抗压强度比 降低 2 3 ； 当混凝土含气量在 5 8 时 ， 含气 量每提高 1 ， 抗压强度比降低 5 - 6 。随着混凝 土含气量的增加抗冻性先增加后降低 ；当掺量为 0 0 1 0 ， 混凝土含气量为 5 4 ， 动弹性模量保留值 达到最高值 ， 即为 9 0 。 3 6 抗冻对 比试验 各引气剂在混凝土中相同含气量的抗冻性能 试验结果详见表 6 。 混凝土在相同含气量下 ，各引气剂的掺量由 小至大为 ： 十二烷基磺酸钠、 聚醚多元醇类、 改性 松香热聚物、 三萜皂苷、 木质素磺酸钠 ； 混凝土在 相同含气量下， 各引气剂的抗冻性能由低至高为： 木质素磺酸钠、 十二烷基磺酸钠、 聚醚多元醇类、 表 6 各引气剂在混凝土相同含气量试验结果 改性松香热聚物、 三萜皂苷。由此可知 ， 引气剂掺 量最小的是十二烷基磺酸钠，抗冻性能最优的是 三萜皂苷。 4 结论 各种引气剂对混凝土性能都存在一定差异 ， 其中差异如下 ： 1 ) 减水率。在引气剂的合理适用范围内十二 烷基苯磺酸钠基本没有减水率，聚醚多元醇类的 减水率次之，其他品种引气剂到达一定掺量具有 满足标准要求的减水率。 2 ) 含气量。 在相同含气量下， 各引气剂的掺量由 小至大为： 十二烷基磺酸钠、 聚醚多元醇类、 改性松 香热聚物、 三萜皂苷、 木质素磺酸钠 ； 含气量 1 h经 时变化量由小至大为： 木质素磺酸钠、 十二烷基磺酸 钠、 聚醚多元醇类、 改性松香热聚物、 三萜皂苷。 3) 抗压强度 比。除木质素磺 酸钠以外的引气 剂， 当含气量小于 3 抗压强度比约有提高 ； 当含 气量在 3 5 ， 含气量每提高 1 ， 抗压强度比降 低 1 一 3 ；当含气量在 5 一 8 ，含气量每提高 1 ， 抗压强度比降低 4 一 6 。 4 ) 抗冻性。 各引气剂在相同含气量条件下， 混凝 土抗冻性由低至高为： 木质素磺酸钠、 十二烷基磺酸 钠、 聚醚多元醇类、 改性松香热聚物、 三萜皂苷。 参 考 文 献 1 妖燕新型高性能混凝土耐久性的研究与工程应用 M 北京： 中国建材工业出版社。 2 0 0 4 2 葛兆明 混凝土外加剂 M 北京： 化学工业出版社， 2 0 0 4 3 李金玉， 曹建国 水工混凝土耐久性的研究和应用 M 北京 ： 中国电力出版社 2 0 0 4 收稿日期】 2 0 1 5 1 1 一 o 3 4 7