掺引气减水剂道面混凝土试验研究.pdf
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1、25 0 四川建筑科 学研究 Si c h ua n Bu i l d i n g S ci e n c e 第4 0卷第 4期 2 0 1 4年 8月 掺引气减水剂道面混凝土试验研究 何付成 , 蒋政 ( 中国航 空港建设第二工程总队 , 江苏 徐州 2 2 1 0 0 5 ) 摘要: 针对我国北方寒冷地区环境条件恶劣, 采用传统的普通道面混凝土施工质量难以控制, 道面表面品质和使 用寿命难以保证 , 通过掺加引气剂和减水剂配制适应于寒冷地区的高性能道面混凝土, 并在北方地区修建的多个 机场道面工程中进行了推广应用。室内试验研究和现场应用结果表明, 与普通道面混凝土相比较, 掺引气减水剂 的
2、高性能道面混凝土工作性良好, 强度和耐久性能均有显著提高。 关键词: 道面混凝土; 引气剂; 减水剂 ; 试验研究 中图分类号: T U 5 2 8 3 7 文献标志码: B 文章编号: 1 0 0 81 9 3 3 ( 2 0 1 4) 0 4 2 5 0 0 3 U 刖 吾 机场道面在使用条件下不仅要承受飞机机轮的 冲击震动作用 , 还要承受风吹雨淋 、 太 阳曝晒 、 冰冻 盐冻 、 侵蚀介质等各种 自然因素的复合作用 , 环境条 件非常恶劣。道面 昆凝土大面积露天铺筑 , 由于施 工周期 和养护的需要 , 一般选择在夏季热 天气候条 件下施工 。传统的普通道 面混凝土 由于保 水性较
3、差 , 铺筑时易产生泌水离析现象 , 泌水则在混凝土内 部产生毛细管通道, 表层产生浮浆, 使混凝土出现早 期塑性收缩 、 龟裂裂纹等常见质量通病 。尤其是 我国北方寒冷地 区气温低 、 温差大 、 大风多 , 环境条 件非常恶劣 , 在这些地区修建 的机场混凝 土道面不 同程度存在着道 面表面品质和耐久性不 良现象 , 有 些机场道面达不到设计使用年限即产生龟裂裂纹 、 冻胀 脱 皮 、 开 裂 断板 、 表面 磨 损 等耐 久性 破 坏现 象 , 不得不进行频繁 的修补和翻修 , 势必花费 巨 额维修和重建费用, 造成了能源和资源的极大浪费。 因此 , 寒冷地区修建 的机场道面工程 , 在
4、普通混凝土 中掺加引气剂和减水剂等外掺剂来配制铺筑和易性 好 、 强度高、 寿命长的高性能混凝土道面成为必然趋 势 。 1 引气减水剂 的作 用机理 减水剂 的作用机理主要有 吸附分散 、 润滑润湿 作用。水泥加水后 , 由于水化产物所带不同电荷 的 相吸作用 、 溶剂化水膜产生缔合作用和水泥质点运 收稿 日期 : 2 0 1 3 - 0 6 - 0 8 作者简介: 何付成( 1 9 7 8一) , 男, 江苏邳州人, 工程师, 主要从事机场 建筑工程施工 与管理。 Ema i l : h f c j s p z 1 6 3 c o in 动碰撞吸引, 形成絮凝网状结构 , 截 留、 包围水分
5、 , 使 混凝土的流动性 降低 。加入减水剂后 , 减 水剂 的憎 水基定 向吸附于水泥颗粒表面 , 形成单分 子或多分 子膜层 , 溶剂化水膜膜层增厚 , 水 泥质点润滑流动 ; 由于减水剂分子的定 向吸附 , 使水泥颗粒 表面带有 同性电荷 , 彼此间产生静 电斥力 , 使水泥的絮凝 网状 结构解体 , 释放水分 , 使新拌混凝 土的流动性提高。 减水剂 的加入还可 以降低水灰 比, 减少混凝土的孔 隙率和有害孔 , 使混凝土的结构更为致密 , 混凝土的 强度提高 , 耐磨性能也显著提高。 引气剂 的作用机理主要是 : 混凝土在搅拌过程 中不可避免的会 引入一部分空气 , 而引气剂大部分
6、是阴离子表面活性剂 , 在水一 空气界面上 , 憎水基定 向吸附空气 , 在水泥一 水界面上 , 水泥或者其水化粒 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一 水界面 上的吸附作用 , 显著降低 了水 的表面张力 , 使混凝土 在拌和过程中产生大量 的微小气泡, 这些 气泡带有 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 止气泡破灭 , 引入的细小均匀 的气泡能在一定时间
7、内稳定存在 , 均匀 固化在水泥石中。当冬季混凝 土 受冻时 , 这些微小匀质的独立气泡, 缓解了冻融过程 中水结冰产生的冰胀压力和毛细孔水 的渗 透压力 , 使得混凝土的抗冻性、 抗渗性均得以提高 j 。 引气减水剂兼具引气剂和减水剂的功能。引气 剂在提高混凝土的耐久性的同时也不可避免地降低 了混凝土的强度 , 混凝土含气量每增加 1 , 强度降 低 3 5 , 这使得引气剂 的推广使用受到 了一定 2 0 1 4 N o 4 何付成, 等 : 掺引气减水剂道面混凝土试验研究 2 5 1 程度的制约 。因此 , 在兼顾强度和耐久性 的高性能 混凝土迅猛发展 的当今 , 混凝土中单独掺加引气剂
8、 是不多见的, 引气剂通常与减水剂复合使用 , 减水剂 的高减水率可以从一定程度上弥补混凝土因使用引 气剂而造成 的强度损失 J 。 值得注意的是 , 不同品种的引气剂对混凝土 的 引气作用是不同的。引气剂对混凝土性能的影响不 能单纯用含气量大小来评定其优劣 。在相同含气量 时, 气泡的分布情况 , 包括气孔 的大小 、 气泡的数量、 气泡的稳定性对混凝土的和易性 、 强度 、 耐久性的影 响明显不同。优质引气剂能在混凝土中引入直径微 小 、 分布均匀 、 密闭独立的空气泡, 并在混凝 土施工 过程中有较好的稳定性 , 在混凝土凝结硬 化后就 留 下了许多细小 、 均匀 、 独立的气孔 , 将
9、影响混凝 土的 一 系列性能 o 。 2 掺 引气减水剂道面 混凝 土试验 2 1 试验用原材料 1 ) 水泥 : 4 2 5 R普通硅酸盐水 泥 , 2 8 d抗折强 度 8 9 MP a , 抗压强度 4 8 5 MP a 。 2 ) 细 骨料 : 河砂 , 区级配 合格 , 细度模 数 为 2 8 , 密度 2 6 5 g e m , 堆积密度 1 5 0 0 k g m , 含泥量 1 0 。 3 ) 粗骨料 : 石灰岩碎石 , 52 0 m m、 2 04 0 m m 两级配 , 密度 2 7 3 g e m , 堆积密度 1 6 8 0 k g m , 含 泥量 0 2 , 针片状
10、含量 3 5 。 4 ) 外加剂 : 北京 、 西北 、 西南等厂家生产 的萘系 高效引气减水剂。 2 2 外加剂与水泥的适应性试验 为了比较应用 , 同时进行了北京 、 西北 、 西南等 地区不同厂家生产 的引气剂 、 减水剂与水泥 的适应 性试验 , 试验结果见表 1 。 表 1 外加剂与水泥的适应性试验 结果 外加剂种类 甲 乙 丙 检测项 目 ( 北京某厂 ) ( 西北某厂)( 西南 某厂) 0 ml r l 发泡高度 3 0 m i n mm 1 h 3 h 净浆流动度 30 0 m m i i n n m m 1 h 2 8 0 2 8 0 2 75 2 7 5 l 9 9 1 3
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