引气减水剂对冰冻地区道面影响研究

李永毅等：引气减水剂对冰冻地区道面影响研究
引气减水剂对冰冻地区道面影响研究
李永毅１，梁峰１，周海忠１，潘志峰１，马骁２
（１．中国航空港建设第八工程总队．沈阳１１００２１；２．空军勤务学院。

江苏徐州２２１０００）
【摘要】通过工程实例论述了引气减水剂在增强冰冻地区机场水泥混凝土道面工作性能、抗压、抗折、抗冻方面的应用。

结果表明：引气减水剂的加入会显著提高混凝土的工作性能，特别对水泥混凝土道面的抗冻、抗折性能有明显提高。

【关键词】引气减水剂；机场道面；混凝土；冻融循环
【中图分类号】Ｔｕ５２８．３７【文献标识码】Ｂ【文章编号】１００ｌ一６８“（２０１２）１０一００１１—０２
Ｏ引言
我国北方地区自然条件相对恶劣，高寒、高温差、大风干热环境覆盖大部分地区，冰冻作用对机场、道路水泥混凝土道面的使用产生严重不良影响。

混凝土受反复冻一融循环作用引起的开裂和剥落已成为冰冻地区机场道面破坏的主要形式…，提高水泥混凝土的抗冻、抗渗等耐久性能是目前我国冰冻地区道面混凝土工程面临的重要课题之一。

引气减水剂是指能在混凝土中同时具有引入微小气泡和对水泥颗粒起分散、润湿双重作用的外加剂，可同时提高混凝土强度与抗冻性能。

然而引气减水剂在机场道面中的推广应用较为缓慢，没有在海港、桥梁和房建中应用的广泛，主要存在以下问题：（１）机场道面混凝土施工是大面积、露天混凝土施工，其表面性能要求高，加入引气减水剂后需要采用专门的施工工艺，同时操作难度加大。

（２）掺引气减水剂的混凝土需将引气减水剂与水泥及砂石料进行专门的配比试验，配合比、混合料控制难度大，部分企业不具备相应的施工控制能力。

因此研究和明确引气减水剂在机场水泥混凝土道面中的应用效果具有重要意义。

文中主要结合长春某机场道面扩建工程实例研究论述引气减水剂在冰冻地区机场水泥混凝土工程中的应用效果。

１试验设计
１．１试验原材料
以长春某机场道面工程为基础，进行引气混凝土和普通混凝土的对比试验。

试验原材料如下。

水泥：天津振兴水泥，普通硅酸盐水泥，强度等级４２．５级，２８ｄ实测抗折强度为８．６ＭＰａ，抗压强度４９．ＯＭＰａ。

砂：选自长春榆树县某砂场，河砂，含泥量小于４．０％，细度模数２．４，中砂偏细。

碎石：选自长春市东湖镇某采石场，玄武岩，表观密度２．７８∥ｃｍ３，含泥量小于１．０％，无泥块。

引气减水剂：采用哈尔滨永吉外加剂，经在施工现场低温环境下与水泥及砂石料进行专门的配比试验后测得减水率１８％，引气量３．５％。

表１配合比材料用量ｌ【ｇ・ｍ。

３
槭坍：。

‰；！：水外删引气减水混凝土３２０６３ｌ８２３５４９１２８６．４素混凝土３２０６３ｌ８２３５４９１４４Ｏ
１．２试验方法
试验用混凝土同步采自现场搅拌混凝土，双卧轴强制式混凝土搅拌机搅拌，每次搅拌方量为１．０ｍ３。

试件按常规方法振动成型，空气中静养１ｄ后拆模，放入标准养护室中，抗压、抗折试件养护至７ｄ、２８ｄ龄期进行试验；冻融循环试件在标准养护室养护至２４ｄ龄期后在２０±２℃的饱和石灰水中浸泡４ｄ后进行试验。

试验试件尺寸、数量如表２所示。

表２实验试件尺寸、数量统计表
２结果与分析
２．１引气减水剂对混凝土工作性能的影响
维勃稠度是体现混凝土和易性的重要指标。

采用维勃稠度仪对两种混凝土分三组进行维勃稠度测定，将最终结果取平均后测得引气减水混凝土的维勃稠度为１４Ｓ，而素混凝土为２４Ｓ。

引气减水剂形成的大量球形气泡在新拌合物中如同滚珠作用，增加了浆体体积、浆体粘度，因此使新拌混凝土的和易性、塑性得到显著提高。

万方数据
，，’
低温建筑技术２０１２年第ｌＯ期（总第１７２期）
２．２引气减水剂对混凝土抗压、抗折强度的影响．用万能试验机对试件进行抗压、抗折试验，参照
ＪｒｒＧＥ３０—２００５规定的结果取值方法口’得到表３所示试验结果。

由表３可以看出，添加弓＼气减水裁的混凝土７ｄ抗压强度比素混凝土提高达３６．０％，２８ｄ抗压强度提高１６．８％，说明引气减水剂对提高早期混凝土抗压强度效果更佳。

在抗折强度方面，引气减水混凝土７ｄ强度比素混凝土提高１７．１％，２８ｄ强度提高到１８．９％，提高效果明显。

表３抗压、抗折结果对比ＭＰａ
引气减水荆是复合型外加剂，一方面可使混凝土产生均匀稳定并且不易破坏的小气泡；另一方面，减水剂的加人降低了混凝土的水灰比，减少水分蒸发的毛细空隙，使混凝土硬度和致密性得到提高瞄１，弥补了气泡而引起的混凝土强度降低的不利影响。

２．３弓＼气减水剂对混凝土抗冻性的影响
混凝土的抗冻性是指混凝土在饱水状态下，能够经受多次冻融循环而不破坏，同时强度也不严重降低的性能，是混凝土耐久性最重要的指标之一。

文中冻融试验主要采用试件的动弹模量，同时考虑到重量损失，用这两个指标来评定混凝土内部与表面受到损伤的程度。

试验按照《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》之混凝土抗冻性试验一快冻法进行，冻融设备采用混凝土快速冻融装置ＴＤＲＦ一２型，冻融终了时问／试件中心温度为１．５—２．５ｈ／一１７±２℃，融化终了时间／试件中心温度为ｌ。

Ｏ一１．５ｈ／８±２℃，动弹仪采用ＤＴ—１２型。

每隔２５次循环做一次动弹模量与质量损失测试，遇到以下三种情况则停止测试：①己达到３００次循环；②相对动弹性模量下降到６０％以下；③质量损失率达５％，试验结果见表４。

表４冻融循环试验结果
由表４可以看出，在冻融初期两种混凝土的质量略有增加，这是因为混凝土中存在的微裂缝吸水饱和所致Ｈ’，随着循环的继续，混凝土的剥落加剧引起了试件质量损失，但引气减水混凝土的质量损失明显比素混凝土缓慢，且其在循环２２５次后相对动弹模量才低于６０％，而素混凝土在循环１５０次后相对动弹模量就已低于６０％。

随着冻融循环次数的增加两种混凝土的相对动弹模量总体皆呈下降趋势，但同等循环次数下引气减水混凝土动弹模量明显大于素混凝土，且其变化趋势缓和，在循环１５０次后下降趋势才明显增大。

混凝土的相对耐久性指数ｊ｝。

按下式计算：
后。

＝Ｐ・Ⅳ／３００
式中，Ⅳ为达到停止测试时的冻融循环次数；Ｐ为经ｎ次冻融循环后３个试件的相对动弹模量平均值，％。

将冻融１５０次的试验数据代入上式得到素混凝土相对耐久性指数为２９．２，引气减水混凝土相对耐久性指数为４３．２，抗冻性能提高４７．９％。

３结语
（１）引气减水剂可以克服传统的单纯加入引气剂造成的强度降低的不利因素，可一定程度的提高混凝土抗压、抗折强度，２８ｄ龄期分别提高１６．８％和１８．９％，增强效果明显。

（２）引气减水混凝土对提高冰冻地区机场道面混凝土抗冻效果良好，相对素混凝士抗冻性能提高４７．９％，大幅提高了冰冻地区机场道面耐久性。

参考文献
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【收稿日期］２０１２—０５一０７
［作者简介］李永毅（１９６９一），男．辽宁辽中人，高级工程师，
从事机场道面研究工作。

万方数据
引气减水剂对冰冻地区道面影响研究
作者：李永毅， 梁峰， 周海忠， 潘志峰， 马骁
作者单位：李永毅,梁峰,周海忠,潘志峰(中国航空港建设第八工程总队,沈阳,110021)， 马骁(空军勤务学院,江苏徐州,221000)刊名：
低温建筑技术
英文刊名：Low Temperature Architecture Technology
年，卷(期)：2012,34(10)
本文链接：/Periodical_dwjzjs201210005.aspx。