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硬化混凝土含气量和气孔结构与抗冻性的关系一、试验方案配制含气量为1%---7%的硬化混凝土，所用配合比见表3-1。
采用快速冻融法进行冻融试验，测定参数为相对动弹性模量和质量损失率，同时采用VISION208硬化混凝土检测仪测量硬化混凝土的气孔结构参数，所测定参数主要有气泡总个数、硬化混凝土含气量、气泡比表面积、气泡平均半径、气泡间距系数和气泡孔径分布。
通过VISION208硬化混凝土含气量检测仪获得的图片示例测定各组的气孔体系特征参数。
二、试验结果与分析1、混凝土含气量与抗冻性关系试验所测得的结果见表4-1和图4-1.从表4-1和图4-1知，未掺引气剂的基准混凝土抗冻融能力不到F150，其余的都达到F300，属于高抗冻等级的混凝土，从这一点也说明了引气对于高抗冻混凝土的重要性。
随着冻融次数的增加相对动弹性模量逐步降低，质量损失率增长。
不同含气量的混凝土抗冻融的能力是不一样的，含气量小的混凝土相对动弹性模量损失的较大一些，抗冻融能力稍差一些。
2、混凝土气孔参数与抗冻耐久性系数的关系混凝土气孔体系特征参数与抗冻耐久性系数的关系如表4-2和图4-2.以上试验结果表明:1. 在W /C相同的条件下，耐久性系数随硬化含气量增大而增大，随气泡间距系数的增大而减小。
2. 硬化含气量从3.58%增大到6.74%时，耐久性系数DF值从92.2%增大到98.7%，可见在本试验条件下，含气量大于3.58%时，耐久性系数就可以达到90%以上，符合高抗冻混凝土的要求。
3. 气泡间距系数从0.279mm减小到0.197mm时，耐久性系数从92.2%增大到98.7%，可见Powers提出的抗冻混凝土的<0.25mm的气泡间距准则是很保守的，本试验条件下，气泡间距系数可放宽到0.28mm.4. 硬化后含气量从1.74%增大到5.4%时，>1000μm孔径的孔所占的比例从6.19%减小到1.39%，耐久性系数从45.3%增大到98.1%，而含气量从5.4%继续增加到6.74%时，大孔所占的比例从1.39%增大到3.17%.耐久性系数只增加了0.6%。
含气量对道面混凝土性能的影响摘要：针对我国北方寒冷地区机场道面混凝土存在耐久性不良的现象，通过掺加引气减水剂配制高性能道面混凝土，研究了含气量对道面混凝土和易性、抗折强度、抗冻性能及耐磨性能的影响，提出了寒冷地区道面混凝土最大水灰比为0.45、最小水泥用量为280 kg/m3、含气量范围为3%～5%。
关键词：道面混凝土；最大水灰比；最小水泥用量；含气量；性能我国北方寒冷地区机场道面混凝土不同程度存在着耐久性不良现象，如表层脱皮、冻胀、开裂、局部剥落等。
［1］众所周知，引气剂可以显著提高混凝土的抗冻性能，从而有效提高混凝土的耐久性。
但引气剂的掺入，会不可避免地造成混凝土强度损失。
引气剂对混凝土性能的影响是多方面而又复杂的，目前有关引气剂对道面混凝土性能影响的研究还较少，引气剂在道面混凝土中的作用还未得到足够重视，不少人对在道面混凝土中使用引气剂还持怀疑态度。
因此，有必要深入研究含气量对道面混凝土各方面性能的影响，并在此基础上确定寒冷地区道面混凝土的最大水灰比、最小水泥用量和含气量范围，为机场道面设计和施工提供参考，这对发展“长寿命、低维护”道面混凝土具有重要的现实意义。
1试验设计1.1设计目标（1）抗折强度等级：按5.0 MPa设计，混凝土均方差按0.5 MPa计算，配制强度应大于5.8 MPa。
（2）和易性指标：按机场道面工程常用的干硬性混凝土铺筑施工，维勃稠度要求15～30 s。
（3）耐久性要求：按混凝土道面设计基准期25～30 a，抗冻等级F250以上。
［2］1.2试验用原材料（1）水泥：42.5R普通硅酸盐水泥，密度3.10 g/cm3。
（2）细骨料：河沙，中砂，级配合格，密度2.63 g/cm3，堆积密度1 500 kg/m3，含泥量1.2%。
（3）粗骨料：石灰岩碎石，5～20 mm，20～40 mm二级配，级配比例为40∶60，密度2.70 g/cm3，堆积密度1 620 kg/m3，含泥量0.5%。
含气量太大，孔洞太多，形成蜂窝状会导致混凝土不密实，强度低；
含气量太小，和易性差，抗冻性差，易开裂。
在混凝土中添加引气剂，可以调节混凝土中的含气量，从而有效改善混凝土的和易性，增强抗折强度，加强混凝土路面的耐磨性、抗冻性和抗渗透性等性能，有利于延长道路寿命，降低维护力度，具有重要的现实意义。
然而，引气剂的掺入，不可避免地会带来一定的反面影响，造成混凝土强度的损失。
因此，研究含气量对混凝土性能的影响，对于指导混凝土引气技术，具有十分重要的意义。
混凝土含气量的涵义
混凝土是由水、水泥、沙石等集料以及其它各种外加剂、掺合料，按照一定的比例拌制，经过一定时间硬化而成的人造石才。
混凝土的含气量为砂浆中气泡的体积与全部混凝土体积之比的百分数，用公式表示如下：
混凝土含气量=气泡体积(砂浆)/[粗集料体积+砂浆体积(包括所
含气泡体积)]×100%
混凝土在搅拌的过程中，自身能够引入气泡，但引入量较低，而且气泡不均匀也不稳定，在搅拌与振捣的过程中容易逸出，对混凝土的性能不能产生积极影响。
引气剂是一种外加剂，它能在混凝土搅拌过程中引入大量稳定封闭、分布均匀的微小气泡，能有效地改善混凝土的和易性、耐久性、抗冻性等性能，具有很强的实用价值。
谈混凝土抗冻性能的影响因素及提高措施摘要：在我国东北、西北和华北地区施工过程中，混凝土的抗冻性一直是施工技术人员关注的问题。
随着近几年混凝土技术的提高和发展，以及施工过程中的使用各种保障措施。
混凝土的动容破坏也随之减少。
本文将深入的谈一下混凝土抗冻性能的影响因素及如何提高混凝土的抗冻性。
关键词：混凝土抗冻影响措施中图分类号：tu37 文献标识码： a 文章编号：前言我国有相当大的部分处于严寒地带，致使不少建筑物发生了冻融破坏现象。
尤其在东北严寒地区，兴建的水工混凝土建筑物，几乎100%工程局部或大面积地遭受不同程度的冻融破坏。
除三北地区普遍发现混凝土的冻融破坏现象外，地处较为温和的华东地区的混凝土建筑物也发现有冻融现象。
因此，混凝土的冻融破坏是我国建筑物老化病害的主要问题之一，严重影响了建筑物的长期使用和安全运行，为使这些工程继续发挥作用和效益，需要很大的代价来维修和重建，这已成为混凝土耐久性方面的主要问题之一。
混凝土抗冻性能的影响因素1、含气量含气量也是影响混凝土抗冻性的主要因素，尤其是加入引气剂形成的微小气孔对提高混凝土抗冻性史为重要。
为使混凝土具有较好的抗冻性，其最佳含气量约为5%～6%。
混凝土中加气与偶然截留的空气不同，加气的气泡直径的数量级为0.05mm，而偶然截留的空气一般都形成大得多的气泡。
加气在水泥浆中形成彼此分离的孔隙，因此不会形成连通的透水孔道，这样就不会增加混凝土的渗透性。
这些互不连通的微细气孔在混凝土受冻初期能使毛细孔中的静水压力减小，即起到减压作用。
在混凝土受冻结冰过程中，这些孔隙可阻止或抑制水泥浆中微小冰体的生成。
为使混凝土具有较好的抗冻性，还必须保证气孔在砂浆中分布均匀。
含气量测定是混凝土是否具有抗冻融性能的“传感器”。
含气量增加，平均孔隙间距减小。
在最佳含气量条件下，孔隙间距将会防止冻融造成的压力过大。
2、水灰比水灰比大小是影响混凝土各种性能(强度、耐久性等)重要因素。
混凝土抗冻性的影响因素及改善措施【摘要】混凝土表面出现裂缝，从而诱导内部裂缝的开展，引起冻融破坏，可以从纤维的抗裂方面来说明其具有抗冻性。
纤维掺入混凝土中可以降低混凝土微裂缝和阻止宏观裂缝扩展，故可使其抗冻融性能提高；混凝土冻融破坏机理研究一直在进行，冻融破坏主要有冻胀开裂和表面剥落两个方面，水泥水化热与外界温差过大会成使混凝土内部产生压应力，混凝土表面产生拉应力。
【关键词】混凝土抗冻性影响因素改善措施混凝土表面出现裂缝，从而诱导内部裂缝的开展，引起冻融破坏，可以从纤维的抗裂方面来说明其具有抗冻性。
纤维掺入混凝土中可以降低混凝土微裂缝和阻止宏观裂缝扩展，故可使其抗冻融性能提高；混凝土冻融破坏机理研究一直在进行，冻融破坏主要有冻胀开裂和表面剥落两个方面，水泥水化热与外界温差过大会成使混凝土内部产生压应力，混凝土表面产生拉应力。
当温度梯度大到一定程度时，表面拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，混凝土表面产生裂缝。
1.影响混凝土抗冻性的主要因素1.1含气量含气量也是影响混凝土抗冻性的主要因素，尤其是加入引气剂形成的微小气孔对提高混凝土抗冻性更为重要。
为使混凝土具有较好的抗冻性，其最佳含气量约为5%—6%。
加气的混凝土不仅从耐久性的观点看是有益的，而且从改善和易性的观点看也是有利的。
混凝土中加气与偶然截留的空气不同，加气的气泡直径的数量级为0.05mm，而偶然截留的空气一般都形成大得多的气泡。
含气量测定是混凝土是否具有抗冻融性能的“传感器”。
含气量的比例达到最佳效果的时候，随着孔隙间距的缩小，可以有效的提升混凝土的抗冻性能。
研究表明，混凝土中含气量合适，抗冻性可大为提高。
滑模混凝土的含气量在4%左右时，抗冻标号可达500次左右冻融循环，达到超抗冻性混凝土要求。
若要求粉煤灰的混凝土达到4%含气量，应视粉煤灰掺量成倍增大引气剂量。
此时粉煤灰混凝土的抗冻性也能达到300次以上冻融循环，能达到高抗冻性的要求。
1.2水灰比对混凝土性能影响最大的一个环节是水灰比，在相同条件下，不同的水灰比，对混凝土的性能影响也不同，无论是密实度还是孔隙结构都是不相同的。
混凝土含气量原理一、混凝土含气量的定义混凝土含气量是指混凝土中所含气体的体积占混凝土总体积的百分比。
二、混凝土含气量的作用混凝土中含气量的大小对混凝土的性能有着重要的影响，其作用主要体现在以下几个方面：1.改善混凝土的抗渗性能：适量的气体可以在混凝土中形成一定的孔隙，从而改善混凝土的抗渗性能。
2.提高混凝土的抗冻性能：适量的气体可以防止混凝土中的水分在低温下结冰而引起的冻害。
3.改善混凝土的抗震性能：适量的气体可以增加混凝土的柔韧性，从而提高其抗震性能。
4.提高混凝土的保温性能：适量的气体可以减少混凝土的热传导，从而提高混凝土的保温性能。
三、混凝土含气量的测定方法1.密度法：通过测定混凝土的密度，计算其含气量。
2.压缩法：通过测定混凝土在压缩过程中的变形量和力的关系，计算其含气量。
3.排水法：通过将混凝土放置在水中，测定其排水量和总体积，计算其含气量。
四、混凝土含气量的影响因素1.混凝土配合比：混凝土配合比的不同会导致混凝土中气体的含量不同。
2.混凝土中使用的气泡剂种类和用量：不同种类和用量的气泡剂会对混凝土中气体的含量产生影响。
3.混凝土的浇筑方式和振捣方式：浇筑方式和振捣方式的不同会对混凝土中气体的含量产生影响。
4.混凝土的养护方式：养护方式的不同会对混凝土中气体的含量产生影响。
五、混凝土含气量的控制方法1.合理设计混凝土配合比，控制水灰比，保证混凝土的坍落度。
2.选择合适的气泡剂种类和用量，按照气泡剂的使用说明进行操作。
3.采用适当的浇筑方式和振捣方式，保证混凝土中的气泡分布均匀。
4.采用适当的养护方式，保证混凝土中的气泡不被破坏。
六、混凝土含气量的控制标准根据国家标准《普通混凝土》GB/T 50080-2002中的规定，混凝土中的含气量应该控制在1.5%~3.0%之间。
七、总结混凝土中的含气量对混凝土的性能有着重要的影响，其作用主要体现在改善混凝土的抗渗性能、提高混凝土的抗冻性能、改善混凝土的抗震性能和提高混凝土的保温性能等方面。
混凝土含气量标准混凝土含气量是指混凝土中所含的气体体积与混凝土总体积的比值，通常用百分比表示。
混凝土含气量对混凝土的性能和工程质量有着重要的影响，因此在混凝土的生产和施工过程中，需要严格控制混凝土的含气量，以确保混凝土的质量和性能。
混凝土含气量标准是根据混凝土的用途和工程要求而制定的，不同的混凝土工程需要的混凝土含气量也会有所不同。
一般来说，混凝土含气量的标准是根据混凝土的抗冻性、抗渗性、抗压强度等性能要求来确定的。
在寒冷地区，混凝土的抗冻性是一个非常重要的指标，而混凝土的含气量对其抗冻性有着直接的影响。
适当的含气量可以有效地减少混凝土内部的孔隙结构，降低水分凝结膨胀对混凝土的破坏，提高混凝土的抗冻性能。
因此，在寒冷地区的混凝土工程中，通常会提高混凝土的含气量标准，以确保混凝土的抗冻性能达到要求。
在水利水电工程中，混凝土的抗渗性是一个关键指标，而混凝土的含气量对其抗渗性能同样有着重要的影响。
适当的含气量可以使混凝土内部形成一定的孔隙结构，降低水分的渗透速度，提高混凝土的抗渗性能。
因此，在水利水电工程中，通常会提高混凝土的含气量标准，以确保混凝土的抗渗性能达到要求。
此外，混凝土的抗压强度也是一个重要的性能指标，而混凝土的含气量对其抗压强度同样有着一定的影响。
适当的含气量可以改善混凝土的内部结构，提高混凝土的抗压强度。
因此，在一些对混凝土抗压强度要求较高的工程中，也会适当调整混凝土的含气量标准，以确保混凝土的抗压强度达到要求。
总的来说，混凝土含气量标准是根据混凝土的用途和工程要求来确定的，不同的混凝土工程需要的混凝土含气量也会有所不同。
在混凝土的生产和施工过程中，需要严格控制混凝土的含气量，以确保混凝土的质量和性能达到要求。
通过合理地制定混凝土含气量标准，可以有效地提高混凝土的抗冻性、抗渗性和抗压强度，保障工程质量，延长混凝土的使用寿命。
含气量对混凝土抗冻性能的影响
引气剂掺入混凝土后，除影响抗压强度外，对其它性能无不良影响。
只要引气量合适。
普通混凝土均能获得较高的抗冻性能。
标签含气量；气泡；强度；抗冻性能
1 前言
近年来，建筑物对混凝土的耐久性能尤其是抗冻性能要求越来越高。
尤其北方地区的工程要求也大多在D300左右，普通混凝土很难达到这么高的抗冻要求。
引气剂的应用无疑是目前国内外混凝土工程普遍采用的改善和保证混凝土抗冻融性的最有效技术手段。
引气剂掺入后，大大改善了混凝土的抗冻融性能。
对混凝土的其他性能也产生不同的影响。
本文重点阐述含气量对混凝土抗冻融性能的影响。
2 含气量对混凝土抗冻性能的影响
2.1 抗冻机理
混凝土中水泥石内孔隙自由水的存在是混凝土产生冻害的原因，孔隙中的自由水反复冻融，对孔隙壁不断产生胀压力，最终使混凝土胀裂。
要提高混凝土的抗冻融能力，须使混凝土内部尽可能密实，这就要求混凝土水灰比尽可能小，一般认为，非引气混凝土要达到较高的抗冻能力，水灰比应小于0.30。
采用这种方式抗冻，不仅不经济，高水泥用量引起的水化温升会产生温度应力而引起混凝土的开裂，反而会降低混凝土耐久性性能。
引气混凝土是通过混凝上中产生的气泡抵抗冻融破坏。
这些微小封闭气泡互不连通、均匀稳定分布在混凝土中，当孔隙内自出水冻结时，气泡被压缩，可大为减轻冰冻给孔隙带来的胀压力；溶解时这些气泡可恢复原状，出此孔隙内自由水反复冻融也不致对孔壁产生很大的压力。
只要引气量合适，普通混凝土也可以获得非常高的抗冻性能。
2.2 含气量对抗冻融能力影响
对于含气量小于3.5％的普通混凝土，其水灰比对抗冻性有显著的影响，水灰比越小，抗冻性越好。
但高抗冻要求混凝土单纯依靠降低水灰比很难达到，而且也不经济。
William lerch认为水泥的成份、细度或水泥用量与混凝上的抗冻性儿乎无关。
要得到较高的抗冻能力，混凝土中必须掺入一定的引气剂。
笔者在哈地铁—期工程配合比试验中曾对引气混凝土和非引气混凝土的抗冻性能进行过对比。
未掺引气剂的混凝土抗冻标号最高仅达D40，掺引气剂混凝上尽管粉煤灰掺量增加，抗冻标号均提高到D100以上。
我们进一步提高混凝土的含气量，使含气量在 4.5％～6％的范围内，水胶比0.50、粉煤灰掺量35％、胶凝材料仅
400kg/m3(使用P.O42.5水泥)的混凝土抗冻能力达D300以上。
西北工业大学张德思等的结果表明，水灰比0.71、含气量在3.5％以上的普通混凝土(普通42.5#水泥)及水灰比0.84，含气量4.5％以上的粉煤灰混凝土，经过300次冻融循环后，其耐久性系数均在90％以上。
这说明如果混凝土中有足够的引气，则水灰比对混凝土的抗冻性影响不大，高水灰比混凝土只要引气量合适仍然可满足高抗冻要求。
2.3 适宜含气量和气泡参数
对于混凝土拌和物，均存在为防止冻害所必需的最小气泡体积。
此体积相当于砂浆体积的9％，适宜气体含量为拌和物砂浆的9±1％，且与混凝土水泥含量或骨料最大粒径无关。
当采用整个拌和物的含气量表示时，所需含气量大小则随骨料的最大粒径变化而变化（见表2）。
这与《水工混凝土施工规范(SDl207－82)》提出的含气量基本—致。
含气量要对混凝土的抗冻性起作用。
所引的气泡必须微小、互不相连、能稳定均匀地分布在混凝土中。
气泡的尺寸通常介于0.05～1.27mm之间。
气泡过大，则容易逸出，不易稳定存在，对抗冻融反而不利。
气泡间距是影响混凝土抗冻能力的关键因素。
对于同一强度等级的混凝土，其耐久性系数随气泡的间距增大而显著降低。
美国混凝土协会认为，为充分防止冻害，气泡间距应为0.25mm，德国则要求为0.20mm。
西北工业大学张德思等通过试验认为，对于耐久性系数为90％的混凝土，相对于不同的强度等级，其气泡间距可在0.33～05mm之间变化，见图l，并对气泡间距临界指数提出建议值，见表3。
表3的建议值是否具有普遍性，尚有待论证。
只要混凝土引气量足够。
水灰比对混凝土的抗冻性影响很小，但水灰比却是影响气泡尺寸和间距的重要因素。
通过对不同水灰比引气混凝土气泡尺寸研究，发现混凝土气泡尺寸随水灰比降低而减小，随水灰比增大而增大，见图2。
水灰比对气泡间距的影响也类似，见图3。
从图3可见，在混凝土引气量相近的情况下，水灰比越大，气泡的间距越大，表现为混凝土抗冻性能越差。
因此，大水灰比混凝土要达到与小水灰比混凝土相近的抗冻能力，其引气量应相应增加。
气泡尺寸和气泡间距最终都反映到含气量上。
当含气量一定时，气泡尺寸越小，气泡数量越多，则气泡间距值越小。
当气泡尺寸不变时，则含气量越大，气泡间距值越小，抗冻性能越好。
因此对混凝土抗冻融能力控制最终还是对含气量的控制。
2.4 影响混凝土含气量因素
水泥、粉煤灰、砂石料、减水剂、水灰比等对引气量大小均有影响。
一般粉煤灰掺量越高，水灰比越大，引气剂掺量需增大。
对含气量的损失问题，我们关心的是在室内试验含气量可以满足抗冻要求，经过运输和浇筑振捣后含气量必然有所损失(哈尔滨地铁一期工程我们测得经过
6km的运输后，含气量约下降1.5%左右)，那么浇筑后的混凝土抗冻能力是否还能保证？在室内测试的含气量中一般均有一部分属不稳定的大气泡，同济大学朱蓓蓉等认为引气合理的混凝土(即室内抗冻试验满足要求)在运输和振捣过程中的损失通常是由于这些大气泡的逸出所致，气泡的间距系数影响很小。
试验表明：在50s振动时间内，混凝土的气泡间距系数变化极小，运输对气泡间距系数的影响也很小。
由于气泡间距是影响混凝土抗冻融能力的最直接因素(间距系数其实间接反映为混凝土的含气量)，据此是否可以这样认为，只要混凝土机口取样抗冻要求能满足，则经运输浇筑后的混凝土含气量测试值尽管变小，其抗冻融能力是应该可以保证的。
经过在混凝土浇筑现场取样，测试混凝土的抗冻融性能是可以保证设计的要求。
这样我们只需关心搅拌机出口的混凝土含气量就可以。
3 引气剂对混凝土强度的影响
混凝土中掺入引气剂后，引入大量均匀、稳定而封闭的微小气泡，在混凝上中起类似滚珠的作用。
使混凝土的流动性大为改善，提高了混凝土的和易性，减少泌水和分离。
由于和易性改善，可以降低混凝土的单位用水量，在水泥用量不变的情况。
可以弥补部分由于引气而致的强度损失。
对于高性能耐久性混凝土，笔者在哈尔滨地铁一期工程中进行过对比，尽管引气后用水量降低很少，混凝土强度却几乎没有损失。
推测可能是混凝土内部本身不密实，引入的气泡大部分只是填充混凝土内部的孔隙，因而对混凝土强度几乎没有影响。
研究发现混凝土中含气量增加对断裂模量影响很小，对抗折强度几乎没有影响，这对强调抗折强度的道路混凝土的抗冻融非常有利。
抗压强度是控制混凝土抗冲磨能力的最重要因素，混凝上抗冲磨能力随抗压强度的增加而增加，引气混凝土的抗冲磨能力与相同强度的素混凝土抗冲磨能力是一样的。
混凝土中引气后总孔隙率虽然增加，但抗渗强度末见降低，似有提高的趋势。
可能是这些不连通的封闭气泡阻隔了水的通道，延缓了水的浸入。
4 结语
引气剂掺入混凝土中后，除影响抗压强度外，对其他性能无不良影响，使混凝土的抗冻融耐久性大为改善。
对于引气混凝土，水灰比、水泥品种、粉煤灰等都不成为决定性因素，只要引气合适，大水灰比混凝土、粉煤灰混凝土、耐久性混凝土等均能获得较好的抗冻性能。
由于地铁混凝土要求的强度等级一般不高，混凝土受到最大水灰比的限制，抗压强度一般均有富余，因此应提倡在这些混凝土中掺加引气剂，对混凝土的抗冻融、抗渗透等耐久性能将很有好处。
如何在混凝土中引入气泡尺寸较小、间距指数也较小的稳定气泡，将是我们以后研究的方向。
参考文献
[1]A.M.内维尔.《混凝土的性能》
[2]张德思，成秀珍．《粉煤灰混凝土的抗冻融耐久性》
[3]朱蓓蓉，吴学礼，黄士元．《混凝土中气泡体系形成及其稳定性的影响因素》。
