引气剂的应用及原理

引气剂Air-entraining agents 概述

引气剂是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。绝大部分引气剂的成分为松香衍生物以及各种磺酸盐，如烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠，常用掺量是水泥重量的50～500ppm。引气剂主要用于抗冻性要求高的结构，如混凝土大坝、路面、桥面、飞机场道面等大面积易受冻的部位

一.主要作用及机理

1.改善干粉砂浆的和易性(Workability)

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引气剂的掺入使混凝土拌合物内形成大量微小的封闭状气泡，这些微气泡如同滚珠一样，减少骨料颗粒间的摩擦阻力，使混凝土拌合物的流动性增加。若保持流动性不变，就可减少用水量。同时由于水分均匀分布在大量气泡的表面，这就使能自由移动的水量减少，湿砂浆的泌水量因此减少，而保水性、黏聚性相应随之提高。

2.降低混凝土的强度和提高砂浆抗裂性能

由于大量气泡的存在，减少了干粉砂浆的有效受力面积，使混凝土强度有所降低。但引气剂有一定的减水作用，水灰比的降低使强度得到一定补偿。但引气剂的加入，还是会使混凝土的强度下降，

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特别是抗压强度。。此外，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是有利的。

3.提高干粉砂浆的抗渗性、抗冻性

引气剂使混凝土拌合物泌水性减小(一般泌水量可减少30%~40%)。因此泌水通道的毛细管也相应减少。同时，大量封闭的微气泡的存在，堵塞或隔断了干粉砂浆中毛细管渗水通道，改变了干粉砂浆的孔结构，使干粉砂浆抗渗性得到提高。气泡有较大的弹性变形能力，对由水结冰所产生的膨胀应力有一定的缓冲作用，因而干粉砂浆的抗冻性得到提高，耐久性也随之提高。

二.引气剂产品主要性能：

1、掺AH系列引气剂能提供混凝土坍落度、流动性和可塑性。

2、减少混凝土泌水和离析，提供混凝土的均质性。

3、提供混凝土的抗折强度，当含气量为3％－5％时，抗折强度提高10％－20％。

4、掺AH系列引气剂弹性模量较低，刚性较小，柔韧性好。

5、混凝土的热扩散及传导系数降低，提高了混凝土的体积稳定性，增强了野外结构的耐候性，延长道路混凝土的使用寿命。

6、大大提高了混凝土抗冻性、抗盐渍性、抗渗性、耐硫酸盐侵蚀及抗碱集料反应性能。

三.引气剂产品用途：

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1、气泡结构好，气泡半径小，抗冻指标高，用于高耐久性的混凝土结构，如水坝、高等级公路、热电站冷却塔、水池水工、港口等。

2、撒除冰盐的混凝土公路及桥梁。

3、高和易性混凝土工程。

4、泵送混凝土。

四.研究进展

三萜皂甙混凝土引气剂Terpene saponins concrete air-entraining agent

目前国内传统商品引气剂主要为松香皂及松香热聚物,存在产品溶解性差、与其他外加剂复合性差、对混凝土强度降低较大等缺点。

三萜系混凝土引气剂具有降低溶液的表面张力，产生封闭、独立的气泡，发泡倍数高，气泡数量多，气泡间距小，稳泡时间长，能明显改善塑性混凝土的工作性能和提高硬化混凝土的耐久性能的特点,是一种在国内混凝土工程中极有应用前景的优质引气剂。

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该引气剂以我国南方分布的天然野生植物皂甙为主要原料,从植物果实中提炼的三萜皂甙类精制而成。

三、产品特色

1、掺量少，气泡质量好

三萜系引气剂建议掺量为水泥重量的万分之0.4～1.5，掺量小，使用成本低。能引入混凝土中的气泡达10亿个之多，孔径范围为0.02～0.2 mm，为不连续的封闭球形，分布均匀，稳定性好。当含气量≥5%时，气泡间距系数L<100μm，当含气量为6%时，气泡间距系数L约为80μm。

2、与其他外加剂的复合性

产品水溶性极强, 在外加剂复合上，有良好配伍的适应性，能充分体现“协同效应”，复合效果优于单剂。减水，分散、湿润、助溶、增溶、乳化、降粘等性能均有不同程度的提高，避免了松香类引气剂复合时易出现的沉淀、变色，引气效果降低的现象。能降低复合成本5%左右。

3、对混凝土性能的影响

本品对混凝土抗压强度的降低幅度明显优于国内传统引气剂产品。掺本引气剂可以提高混凝土的流动性和可塑性，减少泌水和离析，提高抗折强度10%—20%。掺本剂的混凝土热扩散、热传导系数降低，混凝土的体积稳定性和各种户外结构的耐侯性得以提高。道路混凝土广泛使用本引气剂有利于延长道路的使用寿命。泵送砼掺入本引气剂可提高流动性和泵送压力，本引气混凝土的最显著的优势是提高抗冻性和抗盐冻性,这对于其应用于道路混凝土工程是非常有利的。三萜系引气剂对混凝土其他耐久性也有不可忽视的改善效果。引气引入的微小气泡可作为体积膨胀的缓冲空间,降低和延缓其他物理膨胀(如盐晶体结晶压等)和化学反应膨胀(如碱骨料反应和硫酸盐反应等)引起的混凝土破坏。试验结果同时显示,引气还可改善混凝土的抗渗性能,仅从这一点,引气剂就可提高混凝土的综合耐久性。

四、适用范围

1、用于对混凝土耐久性(特别是抗冻耐久性)要求高的混凝土结构中,如水工、港工及道桥等重要工程;

2、北方撒除冰盐的混凝土公路、桥梁;

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3、对施工和易性要求高的混凝土工程;

4、因其具有极强的水溶性,与其他外加剂具有很强的复合性能,所以是配制泵送剂等其它复合外加剂的重要组成部分，如泵送混凝土；

6、与减水剂复合,能起到引气、改善和易性、减少泌水和沉降，提高混凝土耐久性（抗冻融循环、抗渗）、抗侵蚀能力等作用。

我国混凝土外加剂的生产历史不长，但发展很快，天然高效的表面活性剂符合绿色环保的要求，随着人们对其性能的不断认识，必将得到更大的发展。

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