引气剂发展和在混凝土中作用
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引气剂在混凝土中的应用摘要:引气剂在改善混凝土和易性、抗冻性、抗渗性等耐久性方面发挥着重要作用,论文从引气剂定义和原理出发,综述了国内外引气剂的种类以及作用机理,介绍了引气剂在实际工程中的应用及注意事项。
关键词:引气剂;种类;作用机理;性能引言引气剂对混凝土性能有着显著的影响,在国外也被广泛的用于混凝土生产中。
美国的“文沙”树脂是各个国家最开始仿制的混凝土引气剂,上个世纪五十年代,中国开始生产松香空气夹带剂(包括松香热聚合物和松香皂),并在一些较大的混凝土项目中应用[1]。
为此,探索引气剂的种类以及作用机理,了解引气剂在工程中的作用以及使用所需注意的事项,不仅能够使引气剂更好的在实际工程建设领域中得到应用,提高引气剂的利用技术效率和水平,同时对发展高性能、长寿命混凝土具有重大的意义。
1引气剂的类别及作用机理绝大多数引气剂为疏水性表面活性剂,其溶于水后,在混凝土拌合过程中生成大量均匀稳定、独立封闭的微气泡。
这些微小的气泡会在混凝土硬化后演变成孔隙。
基于气泡的滚珠轴承效应和气孔的缓涨释压作用,添加适量的引气剂可改善新拌混凝土的工作性、保水性和粘结性,提高硬化后混凝土的抗弯性能和耐久性。
1.1混凝土引气剂的品种及主要成分(1)松香类引气剂松香类的引气剂应用于我国工程界最早的引气剂,使用范围很广泛,松香树脂是其重要的成分。
其化学结构相对复杂,但制备方法简单,成本低价,产品稳定可靠,在中国早期的混凝土工程中得到了广泛的应用。
(2)烷基苯磺酸盐类引气剂烷基苯磺酸盐为市面上最常见的合成类的洗涤剂,是最普通的表面活性剂,其成份以烷基苯磺酸盐为主。
制造业上一般以通过廉价石油制品得到的丙烯为基材,通过工艺手段使其聚合成聚丙烯,再使得到的聚丙烯与苯发生进一步的化学反应得到十二烷基苯聚合物。
最为常见同时也最具代表性的烷基苯磺酸盐产品就是十二烷基苯磺酸钠(SDBS)。
SDBS是一种阴离子表面活性剂,溶于水,吸附水中固体颗粒并产生气泡。
混凝土外加剂分类及其功能引言混凝土外加剂是在混凝土制备过程中添加的一种材料,用于改善混凝土的性能和特性。
选择合适的外加剂可以使混凝土更加耐久、坚固和具有特定的功能。
本文将介绍常见的混凝土外加剂分类以及它们的功能。
混凝土外加剂分类1. 水泥外加剂水泥外加剂是指在混凝土中与水泥一同使用的外加剂。
根据其功能和作用机理的不同,水泥外加剂可分为以下几类:- 减水剂:减少混凝土水灰比,提高混凝土的可塑性和流动性。
- 凝结剂:加快水泥的水化反应,提高混凝土的强度和早期强度发展。
- 缓凝剂:延缓水泥的凝结时间,使混凝土具有更长的凝结时间。
- 强化剂:提高混凝土的强度和耐久性。
2. 矿物外加剂矿物外加剂是指由矿物质制成的外加剂。
根据其来源和性质的不同,矿物外加剂可分为以下几类:- 硅酸盐类外加剂:如粉煤灰、矿渣粉等,能够改善混凝土的物理性能。
- 粉状矿渣外加剂:如矿渣水泥、矿渣颗粒等,能够提高混凝土的强度和耐久性。
- 粉状粘土外加剂:如膨润土、粉煤灰等,能够提高混凝土的可塑性和流动性。
3. 化学外加剂化学外加剂是指经过化学处理的外加剂。
根据其功能和作用机理的不同,化学外加剂可分为以下几类:- 引气剂:使混凝土中形成微小的气泡,提高混凝土的抗冻性和减少收缩变形。
- 防水剂:使混凝土具有较好的防水性能。
- 缓蚀剂:减少混凝土中金属的腐蚀程度。
功能与应用不同的外加剂具有不同的功能和应用,以下是常见的功能及其应用:- 提高耐久性:通过使用合适的外加剂,可以提高混凝土的耐久性,如抗冻性、抗渗性和耐化学腐蚀性。
- 提高强度:凝结剂、强化剂等外加剂可以提高混凝土的强度和早期强度发展。
- 改善可塑性和流动性:减水剂、粘土外加剂等可以改善混凝土的可塑性和流动性。
- 减少收缩和变形:引气剂等外加剂可以减少混凝土的收缩和变形。
- 提高防水性能:防水剂可以提高混凝土的防水性能。
结论混凝土外加剂具有多种功能和应用,合理选择适合的外加剂可以改善混凝土的性能和特性,满足不同工程的需求。
混凝土作为现代建筑工程中不可或缺的重要材料,其性能的优劣直接影响着建筑物的质量和寿命。
而混凝土外加剂与添加剂的合理应用则是改善混凝土性能的关键手段之一。
本文将对混凝土外加剂与添加剂的性能进行全面比较,并深入探讨其在实际工程中的应用。
一、混凝土外加剂的性能混凝土外加剂是指在混凝土搅拌过程中掺入的少量物质,通过改变混凝土的物理和化学性质,从而改善混凝土的工作性能、力学性能和耐久性等。
常见的混凝土外加剂主要包括以下几类:(一)减水剂减水剂是混凝土外加剂中应用最为广泛的一种。
其主要作用是在不显著改变混凝土拌合物流动性的前提下,减少混凝土的用水量。
减水剂的加入能够显著提高混凝土的坍落度,改善混凝土的和易性,使混凝土易于施工和泵送。
减水剂还能减少混凝土的泌水和离析现象,提高混凝土的密实度,从而增强混凝土的强度和耐久性。
(二)引气剂引气剂是一种在混凝土中引入微小气泡的外加剂。
引入的气泡能均匀分布在混凝土中,起到改善混凝土的和易性、抗冻性和抗渗性的作用。
引气剂能使混凝土的坍落度略有增加,同时降低混凝土的泌水率和干缩率。
在寒冷地区的冬季施工中,引气剂可以有效提高混凝土的抗冻融性能,减少混凝土冻融破坏的发生。
(三)缓凝剂缓凝剂主要用于延缓混凝土的凝结时间。
在混凝土施工过程中,有时需要延长混凝土的初凝和终凝时间,以满足施工工艺的要求或避免混凝土过早凝结而影响施工质量。
缓凝剂的加入能够使混凝土的凝结时间延长,便于混凝土的浇筑和振捣,同时也能减少混凝土的坍落度损失。
(四)早强剂早强剂是一种能够提高混凝土早期强度的外加剂。
它可以加速混凝土中水泥的水化反应,促进混凝土强度的快速增长。
早强剂适用于需要早期强度较高的混凝土工程,如冬季施工、预制构件等,能够缩短施工周期,提高工程进度。
(五)膨胀剂膨胀剂是一种在混凝土中产生膨胀作用的外加剂。
膨胀剂在混凝土中与水泥水化产物发生化学反应,产生一定的体积膨胀,补偿混凝土的收缩,从而提高混凝土的抗裂性能。
混凝土外加剂对混凝土性能的影响在现代建筑工程中,混凝土是最广泛使用的建筑材料之一。
为了满足不同工程的需求,提高混凝土的性能,混凝土外加剂应运而生。
混凝土外加剂是指在拌制混凝土过程中掺入的,用以改善混凝土性能的物质。
它们的种类繁多,功能各异,对混凝土的性能产生着重要的影响。
混凝土外加剂可以大致分为以下几类:改善混凝土拌合物流变性能的外加剂,如减水剂、引气剂、泵送剂等;调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂,如缓凝剂、早强剂、速凝剂等;改善混凝土耐久性的外加剂,如引气剂、防水剂、阻锈剂等;以及改善混凝土其他性能的外加剂,如膨胀剂、防冻剂、着色剂等。
减水剂是最常用的外加剂之一。
它的主要作用是在保持混凝土坍落度不变的情况下,减少拌合用水量,从而提高混凝土的强度和耐久性。
减水剂通过吸附在水泥颗粒表面,形成一层溶剂化膜,降低了水泥颗粒之间的摩擦力,使得水泥颗粒更容易分散,从而释放出包裹在颗粒之间的水分,增加了混凝土的流动性。
同时,由于用水量的减少,混凝土中的孔隙率降低,从而提高了混凝土的强度和耐久性。
引气剂则是通过在混凝土中引入微小的气泡,改善混凝土的和易性和耐久性。
引入的气泡可以提高混凝土的抗冻性,因为在冻融循环过程中,气泡可以缓冲冰胀压力,减少混凝土的破坏。
此外,引气剂还可以改善混凝土的泌水性和离析现象,提高混凝土的均匀性。
缓凝剂能够延长混凝土的凝结时间,适用于需要长时间运输或在高温环境下施工的混凝土。
它通过抑制水泥的水化反应,减缓混凝土的硬化速度,从而为施工争取更多的时间。
然而,缓凝剂的使用需要谨慎控制用量,否则可能会导致混凝土强度发展缓慢。
早强剂则与缓凝剂相反,它能够加速混凝土的早期强度发展。
在冬季施工或需要快速获得混凝土强度的工程中,早强剂发挥着重要作用。
但过量使用早强剂可能会导致混凝土后期强度增长不足,甚至出现裂缝等问题。
速凝剂主要用于喷射混凝土施工,能够使混凝土在短时间内迅速凝结硬化。
它使得喷射混凝土能够快速形成一定的强度,承受后续的荷载和作用。
砂浆中的引气剂-概述说明以及解释1.引言1.1 概述引气剂是一种在砂浆中广泛使用的添加剂。
通过向砂浆中添加引气剂,可以有效改善砂浆的性能和工艺性。
在砂浆中,引气剂的主要作用是形成微小的气泡,在混凝土离开浇注机的短暂时间内捕获并保持气泡的稳定性。
引气剂可以在混凝土施工过程中起到多种作用。
首先,引气剂能够改变混凝土的物理性质,使其更加柔软和可塑,有助于提高砂浆的可加工性和流动性。
其次,引气剂可以增加混凝土的耐久性。
引气剂中的气泡能够在水泥水化产生的膨胀和收缩过程中缓冲应力,从而有效降低混凝土的开裂风险。
此外,引气剂还可以改善混凝土的抗渗性和抗冻性能,提高混凝土的耐久性和使用寿命。
砂浆中引气剂的使用方法相对简单。
一般来说,引气剂会在施工现场根据具体使用要求按一定比例直接加入砂浆的配制中。
通过搅拌等工艺,引气剂能够均匀分散在砂浆中,形成均匀细小的气泡。
在施工过程中,引气剂所形成的气泡能够稳定存在,不会随时间而消失。
总之,引气剂在砂浆中具有重要的作用。
它可以改善砂浆的加工性和工艺性,提高混凝土的耐久性和性能。
随着科技的发展和改进,引气剂的应用前景将更加广阔。
通过不断研发和创新,引气剂将能够在建筑施工中发挥更加重要的作用,并为人们创造更好的建筑环境。
文章结构部分的内容可以描述整篇文章的组织方式和章节划分,提供读者对全文的预期和导引。
以下是关于文章结构的内容示例:1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分,每个部分的内容和重点如下:引言部分将对文章的背景和研究意义进行概述,并介绍引气剂在砂浆中的重要性。
接着将介绍文章的整体结构和目的,让读者对全文有一个清晰的了解。
正文部分将详细介绍引气剂的定义和作用,包括其在砂浆中的主要功能和优势。
这一部分将对引气剂的原理进行解释,以及在不同类型的砂浆中的应用方法和使用技巧。
接下来,正文将进一步探讨引气剂在砂浆中的使用方法,包括添加剂的选择、掺量的确定和添加过程中的注意事项。
混凝土引气剂标准1. 引言混凝土引气剂是指能够在混凝土中生成微小气泡,从而改善混凝土的性能和耐久性的一种混凝土添加剂。
引气剂的作用是通过在混凝土中产生气泡来改善混凝土的性能,使其具有更好的抗冻性、耐久性、抗渗性和抗裂性等特性。
2. 适用范围本标准适用于各类混凝土引气剂的产品标准和测试方法。
3. 规定3.1 产品分类混凝土引气剂根据其来源分为化学合成引气剂和天然引气剂两种。
3.2 产品性能要求混凝土引气剂应满足以下性能要求:(1)引气率:化学合成引气剂引气率应大于7%,天然引气剂引气率应大于3%。
(2)凝结时间:混凝土中引气剂的加入不应明显延长混凝土的凝结时间。
(3)比表面积:引气剂的比表面积不应小于300m²/kg。
(4)气泡稳定性:引气剂引入的气泡应当稳定,不易破裂。
(5)耐久性:混凝土中添加引气剂后,混凝土的耐久性应当得到提高。
3.3 测试方法(1)引气率的测试:按照GB/T 8077-2012《混凝土引气剂》的规定进行测试。
(2)凝结时间的测试:按照GB/T 1346-2011《混凝土凝结时间测定方法》的规定进行测试。
(3)比表面积的测试:按照GB/T 8077-2012《混凝土引气剂》的规定进行测试。
(4)气泡稳定性的测试:按照GB/T 8077-2012《混凝土引气剂》的规定进行测试。
(5)耐久性的测试:按照GB 18406-2001《建筑材料及制品耐久性试验方法通则》的规定进行测试。
4. 包装、运输和贮存4.1 包装混凝土引气剂应采用密封包装。
每袋净重不得超过25kg。
4.2 运输混凝土引气剂应避免与酸、碱、盐等有害物质接触,防止受潮、受热、受冻、挤压等损坏。
在运输过程中应注意避免碰撞、摩擦等造成包装破损。
4.3 贮存混凝土引气剂应存放在通风、干燥、避光、防潮的地方,避免与酸、碱、盐等有害物质接触。
贮存期不应超过12个月。
5. 标志、标签、说明书5.1 标志和标签混凝土引气剂包装上应有以下标志和标签:(1)产品名称;(2)净重;(3)生产日期或批号;(4)生产厂家名称和地址。
高性能混凝土与引气剂的作用机理【摘要】引气剂的使用适应当前和以后混凝土高兴能化的要求,因此,我们认为引气剂在高性能混凝土的推广应用过程中应该发挥先相当重要的作用,高性能混凝土应该加入引气剂来提高混凝土的各项性能。
【关键词】高性能;混凝土;引气剂;作用机理混凝土引气剂是较早用的外加剂之一,自上世纪40年代开始用于混凝土抗冻工程。
引气剂在混凝土应用中的作用已得到国内外建筑工程界人士的普遍认可。
在国外发达国家的日本,几乎所有混凝土包括高强高性能混凝土(hpc)都要掺用引气剂,引气减水剂,而对不用引气剂或只掺用其他外加剂的混凝土定为特殊混凝土。
国内从上世纪50年代开始开发引气剂,用于提高水工混凝土的抗冻性能。
1 引气剂作用机理引气剂是多数是属于阴离子表面治性剂,在水—气界面上,憎水基向空气一面定向吸附,在水泥—水界面上,水泥或其水化粒子与亲水基相吸附,憎水基背离水泥及其水化粒子,形成憎水化吸附层,并力图靠近空气表面,由于这种粒子向空气表面靠近和引气剂分子在空气—水界面上的吸附作用,显著降低水的表面张力,使混凝土在拌和过程中产生大量的微气泡,这些气泡有带相同电荷的定向吸附层,所以相互排斥并能均匀分布;另一方面许多阴离子引气剂在含钙量高的水泥水溶液中有钙盐沉淀,吸附在气泡膜上,能有效地防止气泡破裂,引入微小均匀的气泡能在一定时间内稳定存在。
引气剂的作用是能引入气泡,起到分散和润滑的作用。
引气剂最早是作为混凝土的抗冻,抗渗,抗盐类剥蚀性而使用的外加剂。
主要原理是由引气剂引入的小气泡能切断毛细管的通道,降低毛细作用,从而提高混凝土的抗冻性能。
这些微小气孔在冰冻过程中可释放管内的冻晶膨胀压力,从而减轻生成破坏压力,避免和防止冻融的破坏应力,提高混凝土的抗冻性能。
2 引气剂对混凝土性能的影响因素2.1 引气剂对拌制混凝土的影响引气剂由于在混凝土中引入大量微小独立的气泡,这些球状气泡如滚珠一样使混凝土的和易性得到很大改善。
引气剂的发展和在混凝土中的作用
中图分类号:tu37 文献标识码:a 文章编号:
前言
引气剂:使混凝土拌合物在拌和过程中引入空气而形成大量微小、封闭而稳定气泡的外加剂。
一、引气剂的发展
引气剂的使用是混凝土发展史上的一个重要发现,因为它延长了混凝土的使用寿命,增加了耐久性。
引气剂的使用要追溯到20世纪30年代,当时为了开发北美而修建了许多混凝土公路。
北美气候寒冷路面上要撒防冰盐,导致了路面产生裂缝而破环。
当时发现使用普通波特兰水泥和天然水泥的路面的耐久性明显提高,分析结果表明是由于这些水泥的助磨剂中含有松香脂、硬脂酸等引气成分的物质,使混凝土中引入了空气泡,从而改善了混凝土的性能。
这样从1938年开始引气剂在美国的公路上推广应用,1942年美国首先制定了引气混凝土的施工规范,美国材料试验学会(astm)也制定了标准。
1948年以后,引气剂和引气减水剂在美国公路、堤坝、港口、桥梁等工程中广泛应用。
我国引气剂的开发是从1950年喀什的首先研制了松香热聚物类引气剂,随后松香皂、op乳化剂、烷基苯磺酸盐类引气剂相继出现。
以后一些复合多功能产品也研制出来了,但它们对混凝土和易性的改善与耐久性的提高效果,以及气泡分布特性却又不同。
近些年来日本在引气剂的研究方面占有领先地位,他们称引气剂为ae剂,在用上几乎所有的外加剂中均含有
ae剂的成分。
二、引气剂在混凝土中有什么作用:
引气剂可在混凝土搅拌过程中引入大量分布均匀、稳定而封闭的微小气泡。
混凝土中掺入引气剂后,可显著改善浆体的和易性,提高硬化混凝土的抗渗性与抗冻性。
虽然掺引气剂混凝土产量很小,但对混凝土的行业影响却很大,主要作用有:
1.改善混凝土和易性
掺入引气剂后,在混凝土内形成大量微小的封闭气泡,这些微气泡如同滚珠一样,减少骨料颗粒之间的摩擦阻力、使混凝土拌合物的流动性增加,特别是在人工砂或天然砂颗粒较粗、级配较差以及水泥混凝土中使用效果更好。
同时由于水分均匀分布在大量气泡的表面,使能自由移动的水量减少,因而减少混凝土的泌水量。
2.提高混凝土的抗渗、抗冻及耐久性
抗冻性
众所周知,掺引气剂的主要作用是提高混凝土的抗冻耐久性。
目前,引气剂作为提高混凝土抗冻性的最主要技术措施已经被广泛应用于工程实践中,其效果也得到认可。
一般非引气混凝土的含气量都小于1.8%,且这部分气泡多为截留大气泡,对混凝土性能有很不利的影响。
然而,引气剂产生的气泡多为均匀的微小气泡,它们对混凝土性能有许多有利的作用,与截留大气泡相比有很大的不同。
普通混凝土引进的最佳含气量为3%-6%,砂浆为9-10%。
在以上
的控制范围内,随着含气量的增加,混凝土的抗冻性能逐渐提高,最大可提高几十倍。
由于引气剂在混凝土中能引入很多均匀分布的微小气泡,对混凝土中的各类材料具有抑制沉降泌水与防治混凝土材料不均匀配置的作用,从而防止了空白混凝土中大气泡对混凝土抗冻性不利局面的发生。
试验表明引入2.2%的含气量,使混凝土的总含气量达到4%时,混凝土的耐久性指数可达到120%,而原来仅含1.8%含气量的混凝土耐久性指数仅为15%。
然而,并非含气量越大越好,含气量超过一定限制后,混凝土抗冻性能反而会降低,如引气量增加1%,混凝土强度下降3%-5%。
抗渗性
文献(1)研究表明,混凝土中引入4%的含气量,可使砼的抗渗性提高约15%以上,原因是引气剂改变了砼的孔结构体系,封闭了许多毛细孔通道,同时在水泥颗粒表面上形成憎水膜,从而降低了毛细管的抽吸作用。
许多引入分泌是小孔不能被水全部填充,多余下来用以缓解物理膨胀。
从而改善抗渗性。
水灰比是影响渗透性能的主要因素。
水灰比越大包围水泥颗粒的防水层越厚,许多拌和水在水泥石中形成相互通连而无规则的毛细孔通道,增加混凝土的透水性,掺加引气剂及高效减水剂的混凝土水灰比都在0.5以下,甚至可达0.3以下,混凝土中孔隙率的改变,加之引气剂产生的细小均匀独立而不想通的气泡,有效地隔断了混凝土中的毛细孔通道,防止水分渗透。
我们采用多种方法测试表明,
掺用引气剂的混凝土抗渗标号可达s12以上。
工程实践证明,以引气剂及减水剂配制的混凝土无需再采用其他防水措施,即可达到防水抗渗目的,经济效益十分可观。
引气剂使混凝土抗渗性和抗冻性得到提高,耐久性也随之提高。
3.降低混凝土强度、变形能力增大
由于大量气泡的存在,减少了混凝土的有效受力面积,使混凝土强度降低。
一般含气量每增加1%,强度下降4-6%,抗折强度降低2%-3%。
为了防止混凝土强度下降过多,施工时应严格控制引气剂的含量和引入引气减水剂来弥补。
掺引气剂混凝土含气量的限制,可由集料的最大粒径来控制(见下表)。
粗骨料最大粒径越大,响应的适宜含气量越小。
对于有一定减水作用的引气剂,由于降低了水灰比,使混凝土强度得到一定补偿。
因此,使用引气剂时,要严格控制其掺量,以达到最佳效果。
另外,由于大量气泡的存在,使混凝土的弹性变形增大,弹性模量有所降低,这对提高混凝土的抗裂性有利。
掺引气剂的混凝土干缩变形也略有增加。
4.增加混凝土体积
由于引气剂引入大量气泡,使混凝土体积增加,密度降低,故能节省材料,增加施工面积。
试验表明,引气剂或引气减水剂用于混凝土或水泥砂浆中对砂浆或混凝土流动性不利影响较小,特别是用于素混凝土中,效果更佳。
因此,引气剂或引气减水剂的应用效果应用水泥砂浆或直接用混凝土来检测结果比较理想。
综上所述,引气剂的应用范围比较广泛而且技术并不复杂,主要是选用较好的产品,严格控制掺量,全面考虑各种因素对含气量的影响,定能取得最佳的经济效益。
参考文献
[1]杨全兵,对混凝土外加剂的新认识,低温建筑技术1998(3)
[2]杨钱荣黄士元引气混凝土的特性研究,混凝土 2008(5)
[3]卢璋,吴佩刚混凝土外加剂概论北京清华大学出版社。