引氣劑對混凝土性能的影響

 1 引氣劑作用機理

引氣劑是多數是屬于陰離子表面治性劑，在水—氣界面上，憎水基向空氣一面定向吸附，在水泥—水界面上，水泥或其水化粒子與親水基相吸附，憎水基背離水泥及其水化粒子，形成憎水化吸附層，并力圖靠近空氣表面，由于這種粒子向空氣表面靠近和引氣劑分子在空氣—水界面上的吸附作用，顯著降低水的表面張力，使混凝土在拌和過程中產生大量的微氣泡，這些氣泡有帶相同電荷的定向吸附層，所以相互排斥并能均勻分布;另一方面許多陰離子引氣劑在含鈣量高的水泥水溶液中有鈣鹽沉淀，吸附在氣泡膜上，能有效地防止氣泡破裂，引入微小均勻的氣泡能在一定時間內穩定存在。引氣劑的作用是能引入氣泡，起到分散和潤滑的作用。引氣劑最早是作為混凝土的抗凍，抗滲，抗鹽類剝蝕性而使用的外加劑。主要原理是由引氣劑引入的小氣泡能切斷毛細管的通道，降低毛細作用，從而提高混凝土的抗凍性能。這些微小氣孔在冰凍過程中可釋放管內的凍晶膨脹壓力，從而減輕生成破壞壓力，避免和防止凍融的破壞應力，提高混凝土的抗凍性能。

2 引氣劑對混凝土性能的影響因素

（1）引氣劑對拌制混凝土的影響

引氣劑由于在混凝土中引入大量微小獨立的氣泡，這些球狀氣泡如滾珠一樣使混凝土的和易性得到很大改善。由于氣泡增加了水泥漿體積，并對拌和料起潤滑作用，還增加了漿體的粘結和屈服應力，因而引氣混凝土的工作性、塑性和凝聚性得到明顯改善，比普通混凝土要好得多。引氣劑所引用的微細泡沫如微細集料，對級配不良，尤其是細顆粒缺少的細集料有補償作用，可以使混凝土顯得砂漿富余;這些微小氣泡結合支撐著水泥顆粒，填塞了水泥顆粒間的空隙，從而阻斷或減少了水泥和集料顆粒周圍的多余水，減少混凝土的泌水、沉降和離析。同時，由于這些氣泡的“撥開”或“分散”作用，極大地增加了水泥或集料的自由(非凝聚)表面積，增強拌合物的粘性和工作性。

在原材料比例不變的條件下，引氣劑可以提高混凝土的流動性，而在相同坍落度下，摻有引氣劑的混凝土，其漿體和易性、流動性、塑性、澆筑性、搗實等非測量指標是不摻引氣劑的?昆凝土漿體所不能比擬的，引氣劑可以降低拌和用水量。另外，引氣劑還可以降低新拌混凝土的坍落度損失。

（2）引氣劑對硬化混凝土性能的影響

引氣劑對強度的影響，引氣劑將使混凝土的強度降低，特別是當含氣量偏大時降低更明顯，這是引氣劑的最大缺點，也是制約引氣劑在我國大規模推廣應用的主要原因?；炷翉姸炔粌H與混凝土中空氣引入量有關，也與引入空氣泡的結構和孔徑有關。在某種意義上說，孔的結構和孔徑比孔隙率對混凝土宏觀性能的影響更重要。引氣劑的應用改善了混凝土的和易性、工作性、極大地減少了混凝土的泌水、離析，從而使混凝土的界面特性得以提高。

在混凝土拌合物中單獨摻加引氣劑是極少的。通常引氣劑和高效減水劑同時使用，或者在高效減水劑中復合適量的引氣劑，這樣因減水劑的高減水率而提高的混凝土強度，完全可補償因使用引氣劑使混凝土孔隙率增加而導致的強度損失。

（3）引氣劑對混凝土耐久性的影響普通混凝土引進的最佳含氣量為3,6,以下，砂漿為9,左右。在以上的控制范圍內，隨著含氣量的增加，混凝土的抗凍性能逐漸提高，最大可提高幾十倍。由引氣劑在混凝土中能引入很多均勻分布的微小氣泡，徹底改變了原來僅有1.8,含氣量的混凝土中內部結構。引氣劑在混凝土中引入的各級配氣泡，對混凝土中的各類材料具有抑制沉降泌水與防止混凝土材料不均勻配置的作用，從而防止了空白混凝土中大氣泡對混凝土抗凍性不利情況的發生。

（4)抗鹽凍性

現在許多混凝土高等級公路和城市道路廣場，在冬季常撤除鹽冰(主要成分為氯化鈉)，以清除路面冰雪。在鹽和凍的共同作用下，混凝土的破壞特別嚴重?；炷聋}凍剝蝕破壞是指在除鹽冰存在的條件下，混凝土因受凍產生的一種特殊破壞形式，主要表現為表面嚴重剝蝕，骨料暴露。

(5)抗滲性能

水灰比是影響滲透性的主要因素。水灰比越大包圍水泥顆粒的防水層越厚，多余拌合水在水泥石中形成互相連通無規則的毛細通道，加大混凝土的透水性;摻入引氣劑及高效減水劑的混凝土水灰比多在0.5以下，混凝土中孔隙率的改變，加上引氣劑產生的細小均勻獨立而不連通的氣泡，有效地阻隔了混凝土內部毛細通道，防止水的滲漏。用引氣劑和減水劑配制的混凝土可以不再采用其他防水措施，即可達到防止滲漏的目的。

(6)冬期混凝土施工工程

混凝土工程最怕早期受凍，當澆筑成型和凝結后遭受凍害，混凝土中未水化水受凍膨脹，破壞了混凝土內部的成型結構，造成硬化混凝土內部結構的損傷，為了保證混凝土內部結構不因早期凍結的破壞，在受凍前必須達到的最小強度稱為臨界強度。

3 引氣劑對混凝土干縮徐變的影響

氣泡和空氣含量的增加，使混凝土的干燥收縮值有些增大。但引氣劑的減水作用又可以使干縮降低，因而當混凝土的強度和易性相同時，在一定范圍內引氣劑不會對混凝土的徐變產生影響。

4 引氣劑與高性能混凝土技術

高性能混凝土技術是近年來發展的一項新的混凝土技術，目前不同學派對其概念有著不同的定義，這主要是在強度方面的爭議。但是，他們一致認為高性能混凝土必須體現“高性能”，即必須具備好的工作性和優良的耐久性，至于強度，雖也要求高強但并不僅限于高強或過分追求高強。

結語

引氣劑的使用順應混凝土技術發展的需要，適應高性能混凝土的發展，因此引氣劑的開發、推廣和應用意義深遠，它應是今后發展高性能混凝土的必備主要外加劑之一。