綜述含氣量對混凝土性能的影響及含氣量的影響因素

1、    綜述含氣量對混凝土性能的影響及含氣量的影響因素    劉輝摘要：氣泡作為混凝土中必不可少的一部分，其含量的多少以及形態(tài)分布對混凝土的性能影響很大，工程實際中也可通過改變含氣量來改善混凝土的性能。本文綜述了含氣量對混凝土各項性能的影響，以及影響混凝土含氣量的各種因素。關(guān)鍵詞：含氣量；混凝土；引氣劑；性能1前言混凝土是由水泥、集料、水和各種外加劑、摻合料按一定比例配合、拌制成的拌和物，經(jīng)一定時間硬化而成的人造石才。混凝土可以分成兩個組成部分，即粗集料與砂漿。粗集料粒徑的大小對含氣量幾乎沒有直接的影響，混凝土中的氣泡主要分布于砂漿之中，并通過砂漿的性能

2、進(jìn)而影響混凝土的各種性能。2含氣量對混凝土性能的影響2.1混凝土中空隙形成途徑混凝土在生產(chǎn)攪拌時會帶入一些空氣，加上減水劑、引氣劑等混凝土外加劑的普及和應(yīng)用，使得新拌混凝土中引入大量的微小氣泡。這些氣泡在混凝土攪拌和振實過程中會逸出一部分，而遺留在新拌混凝土里面的那部分就形成了硬化混凝土中的空隙。2.2含氣量對混凝土和易性的影響當(dāng)混凝土中含有大量均勻分布、相互獨(dú)立的類球形微小氣泡時，它們在混凝土中能起到滾珠的作用，使混凝土拌和物的和易性得到一定的提高，直觀表現(xiàn)為混凝土坍落度的變化。當(dāng)配合比不變時，提高含氣量使坍落度增大，在正常引氣量下，坍落度可增加25cm。而這些增加的氣泡使得混凝土的內(nèi)聚力和

3、均勻性都增加，氣泡粘結(jié)著固體顆粒可以減小其下沉的趨勢，同時也減小水的流動進(jìn)而改善混凝土的離析和泌水1。2.3含氣量對混凝土泌水率的影響含氣量對新拌混凝土的泌水率有顯著影響。因為氣泡主要由水分包裹形成，如果氣泡能穩(wěn)定存在，尺寸足夠小、數(shù)量足夠多，則有相當(dāng)多量的水分被固定，可泌的水分大大減少，使泌水率顯著降低。同時，氣泡猶如一個塞子，可以阻斷泌水通道，使自由水分不能泌出。即使不能完全阻斷通道，也使通道有效面積顯著降低，導(dǎo)致泌水量減少。含氣量對泌水率的影響非常重要，當(dāng)然必須使用優(yōu)質(zhì)引氣劑，混凝土中的氣泡才能穩(wěn)定存在，而且氣泡足夠細(xì)小2。2.4含氣量對混凝土力學(xué)性能的影響混凝土作為建筑材料，其強(qiáng)度應(yīng)首

4、先滿足設(shè)計規(guī)范的規(guī)定?；炷林泻瑲饬吭龃?，使水泥漿體的孔隙率增加，因此使抗壓強(qiáng)度降低。混凝土抗壓強(qiáng)度的降低不僅與增加的含氣量有關(guān)，也與引人空氣泡的孔結(jié)構(gòu)有關(guān)；平均孔徑越小，強(qiáng)度的降低率越小。因此即使相同的含氣量，不同質(zhì)量的引氣劑引起的強(qiáng)度降低也不同。含氣量對抗壓強(qiáng)度的影響可用“拇指規(guī)則”說明，即增加1%的含氣量強(qiáng)度損失5%3。含氣量雖然降低混凝土的抗壓強(qiáng)度，但對抗折強(qiáng)度的影響較小，有時甚至能提高抗折強(qiáng)度。這主要是由于引氣能減少混凝土在硬化過程和環(huán)境作用下形成的內(nèi)部微細(xì)裂紋，這些微細(xì)裂紋對抗壓強(qiáng)度影響不大，但卻較敏感地降低抗折強(qiáng)度。2.5含氣量對混凝土抗?jié)B性能的影響適當(dāng)?shù)暮瑲饬靠商岣呋炷恋目節(jié)B

5、性，因為空氣泡起了阻斷水的滲透的作用。但是如果含氣量過大，反而會導(dǎo)致混凝土抗?jié)B性能的下降。有研究表明4，當(dāng)混凝土含氣量達(dá)到6%8%時，混凝土抗?jié)B性能出現(xiàn)急劇下降。這主要是因為引入過多的氣孔，難以完全封閉，它們相互之間會形成連通孔隙。2.6含氣量對混凝土耐久性的影響眾所周知，適當(dāng)提升混凝土含氣量的最主要用途是它能大大提高混凝土的抗凍融耐久性和抗鹽凍剝蝕性能。對提高抗凍性，也有一個適合的含氣量問題。含氣量超過一定值，抗凍性提高不大或有下降趨勢。這是因為如含氣量過大，有一部分空氣泡聚集在水泥漿與集料的界面，這不僅對強(qiáng)度不利，對抗凍性也不利。因此，一般含氣量不宜超過7%。3含氣量的影響因素由于含氣量對

6、混凝土的各項性能都具有重要的影響，因此在工程施工過程中應(yīng)引起足夠的重視。而實際生產(chǎn)過程中，含氣量的影響因素又是多方面的。3.1水泥對含氣量的影響中熱硅酸鹽水泥中含氣量相對于普通硅酸鹽水泥而言較低，其主要原因是中熱硅酸鹽水泥鈣礬石生成速率相對較慢，漿體粘度增加緩慢，影響到了氣泡的穩(wěn)定性而導(dǎo)致含氣量較低。水泥的細(xì)度與含氣量成反比關(guān)系。此外，水泥的堿含量大則含氣量小，因為堿減小水泥漿體液相中鈣離子的溶解度，使氣泡周圍的保護(hù)水膜變薄，氣泡穩(wěn)定性較差。3.2粉煤灰對含氣量的影響粉煤灰對含氣量的影響十分復(fù)雜，一方面由于粉煤灰本身的特性，影響到含氣量的大小，另一方面由于粉煤灰中含碳量等物質(zhì)對引氣劑存在一定的

7、吸附作用，因此影響到引氣劑所引入的氣泡的穩(wěn)定性5。由于粉煤灰的比表面積大于普通硅酸鹽水泥，并且粉煤灰是由大部分直徑以m計的實心和中空玻璃微珠以及少量的莫來石、石英等結(jié)晶物質(zhì)所組成，因此其可以降低孔隙率，改善了混凝土的和易性，提高了混凝土的密實性，故含氣量有所降低。3.3水灰比對含氣量的影響水灰比是混凝土配合比中影響氣泡體系的一個重要參數(shù)。拌合物的用水量是此時影響含氣量變化的一個主要因素，由于拌合物的用水量的不同，引起混凝土坍落度的變化，從而影響氣泡的形成與穩(wěn)定，導(dǎo)致含氣量有所變化。當(dāng)混凝土用水量過低時，混凝土坍落度較小，混凝土呈現(xiàn)干硬性或者低塑性，使得氣泡的形成較為困難，因此導(dǎo)致含氣量有所降低

8、。當(dāng)混凝土的用水量較大時，混凝土的和易性較好，氣泡較易形成因此含氣量相對較大。有相關(guān)文獻(xiàn)報道6，當(dāng)水灰比過大時，混凝土呈現(xiàn)大坍落度或者流態(tài)，此時氣泡逸出的可能性較大，且大氣泡分布較多，也會導(dǎo)致含氣量降低。3.4集料對含氣量的影響砂的細(xì)度模數(shù)增大，含氣量減小。砂率的增加會帶來的含氣量的增加。但粗集料的增加使得混凝土中的漿體量相對減少，而氣泡主要存在于漿體中，從而導(dǎo)致含氣量有所降低。碎石比礫石引氣較少。3.5混凝土攪拌時間和工藝對含氣量的影響混凝土攪拌越強(qiáng)烈，含氣量越大。延長攪拌時間，含氣量增大，但如果攪拌時間過長，含氣量反而下降。相關(guān)試驗表明7：采用傳統(tǒng)攪拌工藝，新拌混凝土的含氣量隨著攪拌速度的

9、增加而增加，當(dāng)攪拌速度超過1.6m/s時含氣量會隨著攪拌的加快而下降，含氣量變化量在1.0%2.3%之間；采用二次攪拌工藝，含氣量隨著攪拌速度的增加基本呈下降趨勢，攪拌速度超過1.6m/s時，含氣量會隨著攪拌的加快而上升，含氣量變化量在1.1%1.75%之間。4結(jié)論綜上所述，含氣量顯著影響著混凝土的和易性、泌水率、強(qiáng)度、耐久性等性能，工程技術(shù)人員應(yīng)掌握其影響規(guī)律，施工過程中根據(jù)實際情況合理選擇含氣量的控制范圍?；炷梁瑲饬康挠绊懸蛩刂T多，含氣量在混凝土硬化前是一個動態(tài)數(shù)值。因此，在生產(chǎn)實踐中應(yīng)重視和監(jiān)控好含氣量這個指標(biāo)，考慮含氣量的損失和溢增情況，合理選用引氣劑的品種以及控制好摻量。參考文獻(xiàn)1孫立新.引氣劑對混凝土性能的影響分析，陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，20002劉加平，劉建忠，田倩等.外加劑改進(jìn)混凝土泌水的試驗研究，混凝土與水泥制品，20043吳科如，張雄等譯.混凝土（原著第二版）.化學(xué)工業(yè)出版社，2004：1554王修田，錢春香，游有鯤等.含氣量對混凝土抗凍性能與抗?jié)B性能的影響，混凝土與