混凝土含氣量與強(qiáng)度的關(guān)系

混凝土含氣量與強(qiáng)度的關(guān)系1引言混凝土從普通到高強(qiáng)、高性能的過(guò)程其組成材料及性能發(fā)生了一系列的變化為了改善混凝土拌合物的工作性和提高混凝土的耐久性，同時(shí)提高泵送混凝土的質(zhì)量與可泵性，引氣劑被越來(lái)越多的使用。但引氣劑是一種敏感外加劑易受諸多因素影響,如使用不當(dāng)則不僅會(huì)降低其功效而且會(huì)增加成本。本文主要針對(duì)影響混凝土含氣量的若干因素進(jìn)行分析與概述。2引氣機(jī)理引氣劑是表面活性劑，能夠顯著降低氣-液界面表面張力，有助于減小氣泡直徑，形成穩(wěn)定的微小氣泡。使氣泡表層液膜之間的產(chǎn)生靜電斥力作用，減少小氣泡因靠近造成互相兼并成大氣泡，提高了氣泡的穩(wěn)定性。引氣劑通過(guò)其極性基團(tuán)可能吸附大量的水泥顆粒或者水泥水化顆粒使之沉積于氣泡表面，使氣泡實(shí)際上成了氣固液三相氣泡氣泡表層膜厚度增大，機(jī)械強(qiáng)度和彈性提高。3影響含氣量的因素含氣量在混凝土硬化前是一個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)值易受多種因素影響，因此，為使硬化混凝土中含有設(shè)計(jì)的含氣量數(shù)值,必須處理好它們之間的關(guān)系，除了外加劑品種與摻量外，必須考慮原材料、氣泡間隔系數(shù)、施工工藝、環(huán)境條件等的影響。3.1原材料的影響水泥、礦物摻和料、砂、石等原材料，都會(huì)影響混凝土含氣量的變化。而水泥、礦物摻和料，集料，坍落度，減水劑與引氣劑復(fù)合又是主要的影響因素。如圖1所示，當(dāng)保持砂率Sp及用水量不變時(shí)，隨水泥用量增大，砼含氣量減小。如圖2所示,隨摻合料增加，砼含氣量減小，比較礦渣與粉煤灰的試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn):摻加粉煤灰的直線較平緩，說(shuō)明在摻加粉煤灰的條件下,增加引氣劑摻量對(duì)砼含氣量的增幅較摻礦渣砼小。此外，比較圖1中水泥用量320kg/m3的含氣量與圖2中引氣劑含量為3o/ooo的含氣量，可以看出，摻入粉煤灰及礦渣細(xì)粉，使砼含氣量明顯減小，特別是摻粉煤灰時(shí)，含氣量的減小更明顯。3.1.1坍落度的影響765432【事J765432【事J4V麻脂站IF抒3yD1 4EB111121416：820WS—扁)I 2 3 4 5I-L媵仔■:志e圖2摻會(huì)料捧推勺合氣屆關(guān)系i一入百澗IIII跋粉煤艇：-—入磨那曠潞.—入M.10侃；一一AJit網(wǎng)仔■3一一人址卻度〔注：水泥310蛔扁砂.水I機(jī)k或也’.砂率都無(wú)回定不費(fèi)采用超量取代法擦入，超堆慕敝1.5)|脫坍臧變化對(duì)冏合物隋戲懈響I-引氣刑摻景34戲;?—2&xC;3—IVCA—表示船物中蛾用黃?也改交加表示岫吱變化|H—及示泥合物巾水坂比不變〔0.陽(yáng)L同時(shí)曲宜加木員及水泥幗I祁幡度刎圖1圖1引氣劑摻量?定時(shí)水泥用量與含氣量關(guān)系I—加水量電=2(M)k^/m':2—*=LSOkgM*圖3表明坍落度為6?12cm時(shí)，砼拌合物中的含氣量最大，坍落度大于此或小于此時(shí)，含氣量均呈下降趨勢(shì)。原因是引氣劑必須在有足夠含水量的情況下，才能充分發(fā)揮其引氣作用，水太少砼太干時(shí)，引氣量便小，反之，含水量太高，漿體太稀，則氣泡不穩(wěn)定，容易逸出，含氣量也必然下降。當(dāng)引氣劑摻入量足夠大(>1)時(shí),編號(hào)為A的曲線均位于相同引氣劑摻量下編號(hào)為B的曲線之上,亦說(shuō)明坍落度相同時(shí)，通過(guò)調(diào)整加水量而達(dá)到該坍落度的砼中，含氣量較高，原因是W/C不變時(shí)同時(shí)調(diào)整水泥用量及加水量而達(dá)到該坍落度的砼中，水泥含量高，而水泥具有明顯的吸泡作用，相比之下，其含氣量便小。3.1.2粗細(xì)集料細(xì)集料。細(xì)集料品種對(duì)含氣量影響不明顯但砂率及顆粒級(jí)配對(duì)其有影響。隨砂率增加，引氣量增加。相關(guān)資料表明：在0.3?0.6mm粒徑范圍內(nèi)，隨砂粒徑增加，含氣量呈增加趨勢(shì)，但砂子粒徑小于0.3mm或大于0.6mm時(shí)，含氣量都會(huì)明顯下降。因此細(xì)粉含量越高，細(xì)度模數(shù)越小，吸附引氣劑的量越大，含氣量越低。粗集料。卵石引氣量大于碎石引氣量。粗集料最大粒徑增大混凝土漿體體積相對(duì)變小,若含氣量相同，則漿體中氣泡含量越大，因此混凝土中含氣量應(yīng)隨骨料最大粒徑的增大而減小。3.1.3減水劑與引氣劑復(fù)合對(duì)含氣量的影響含氣量基本相同,氣泡間隔系數(shù)也基本相同。水泥用量相同，改變用水量，相應(yīng)W/C和坍落度也將改變,此時(shí)砼的氣孔半徑基本相同。比較單摻木鈣與摻入木鈣+引氣劑及單摻引氣劑的砼，其氣孔半徑基本相同，但因含氣量不同，其氣孔間隔系數(shù)有一定差別。氣孔間隔系數(shù)均較大。以上結(jié)果表明：摻入磨細(xì)粉料或改變坍落度，雖可影響砼拌合物的物理狀態(tài)，但并不影響氣孔尺寸，氣孔含氣量的變化反映在氣孔間隔系數(shù)的不同上。但是，復(fù)合摻入減水劑和引氣劑后，則可能改變氣孔尺寸和氣孔的分布。3.2.1混凝土攪拌時(shí)間使用引氣劑為了保證引氣效果而增加攪拌時(shí)間，但攪拌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，又使氣泡消泡，最適宜攪拌時(shí)間為2?3min.3.2.2混凝土攪拌速度普遍認(rèn)為，隨攪拌速度的增加，含氣量呈上升趨勢(shì)。但攪拌工藝改變時(shí)，此規(guī)律將發(fā)生變化。試驗(yàn)表明：采用傳統(tǒng)攪拌工藝，新拌混凝土的含氣量隨著攪拌速度的增加而增加，當(dāng)攪拌速度超過(guò)1.6m/s時(shí)含氣量會(huì)隨著攪拌的加快而下降，含氣量變化量在1.0%?2.3%之間；采用二次攪拌工藝，含氣量隨著攪拌速度的增加基本呈下降趨勢(shì)，攪拌速度超過(guò)1.6m/s時(shí)，含氣量會(huì)隨著攪拌的加快而上升，含氣量變化量在1.1%?1.75%之間。3.2.3混凝土振搗工藝增大振搗頻率、延長(zhǎng)振搗時(shí)間、均會(huì)降低混凝土中的含氣量?！痘炷镣饧觿?yīng)用技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，使用振搗棒振搗不能超過(guò)20s。這就要求混凝土拌和物工作性在20s內(nèi)使混凝土振實(shí)，否則將影響引氣劑的功效發(fā)揮。3.2.4泵送過(guò)程的影響泵送過(guò)程混凝土在管道內(nèi)處于受壓狀態(tài),含氣量會(huì)有所降低。3.3環(huán)境條件的影響環(huán)境溫度的影響。隨溫度升高，氣泡液膜的穩(wěn)定性變差，含氣量損失加快，溫度每升高10°C，含氣量約減小20%?30%。環(huán)境氣壓的影響引氣劑摻量不同時(shí)兩地混凝土含氣量關(guān)系圖配合比相同的混凝土，當(dāng)海