引气剂的应用及原理

引气剂Air-entraining agents

概述

引气剂就是使混凝土拌合物在拌与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,常用掺量就是水泥重量的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、改善干粉砂浆的与易性(Workability)

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、降低混凝土的强度与提高砂浆抗裂性能

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,还就是会使混凝土的强度下降,特别就是抗压强度。。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就是有利的。

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、流动性与可塑性。

2、减少混凝土泌水与离析,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:

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、高与易性混凝土工程。

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 ag ent

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、与其她外加剂复合性差、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

与提高硬化混凝土的耐久性能的特点,就是一种在国内混凝土工程中极有应用

前景的优质引气剂。

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、与其她外加剂的复合性

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与可塑性,减少泌水与离析,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与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与泵送压力,本引气混凝土的最显著的优势就是提高抗冻性与抗盐冻性,这对于其应用于道路混凝土工程就是非常有利的。三萜系引气剂对混凝土其她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,降低与延缓其她物理膨胀(如盐晶体结晶压等)与化学反应膨胀(如碱骨料反应与硫酸盐反应等)

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(特别就是抗冻耐久性)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;

3、对施工与易性要求高的混凝土工程;

4、因其具有极强的水溶性,与其她外加剂具有很强的复合性能,所以就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、改善与易性、减少泌水与沉降,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。