消泡剂引气剂对聚羧酸系减水剂混凝土的影响

摘要：

研究了消泡剂和引气剂复配对掺聚羧酸系减水剂新拌混凝土含气量、混凝土力学性能、抗氯离子渗透性能的影响。试验结果表明，消泡剂含量恰当时，能够有效减少聚羧酸系减水剂带来的大气泡，并使气泡稳定。随着引气剂掺量的增加，混凝土含气量增大，经时损失减小。混凝土的抗压强度和抗氯离子渗透性能最初随着引气剂掺量的增加而增强，但当引气剂掺量超过一定剂量后，则随着引气剂掺量的增加而减弱。引气剂最佳掺量为0.03‰左右。

0引言

新拌混凝土的初始状态对混凝土的可泵性、施工性及硬化后的力学性能和耐久性能有很大的影响。目前，掺加减水剂是改善混凝土初始状态的措施之一。聚羧酸系减水剂减水效果好，坍落度损失小，得到了广泛的应用。但是与传统的萘系减水剂相比，聚羧酸系减水剂作为一种引气型减水剂，对混凝土原材料的变化更加敏感，母液本身含气量普遍偏高，且多数为有害气泡一‘。目前，工程实际中通常先采用消泡剂减轻聚羧酸系减水剂母液有害气泡的危害，再采用引气剂调节混凝土内部气泡的数量和质量(即“先消后引”)，以达到改善混凝土性能的目的。然而，消泡剂和引气剂的合理掺人量一直缺乏深入研究。

本试验首先通过消泡剂试验确定试验中消泡剂的掺入量，再研究引气剂掺量对掺聚羧酸系减水剂混凝土性能的影响，为聚羧酸系减水剂“先消后引”技术的实际应用提供一定参考。

1原材料及试验方法

1.1原材料

水泥：海螺牌P·042.5级水泥，具体性能见表1、2；

砂：赣江河砂，中砂，细度模数2.7，含泥量0.5％；

碎石：湖北武穴碎石，5~20mm，5~10mm，10~20mm=4：6，连续级配；

水：普通生活用水；

减水剂：江西迪特科技有限公司生产的聚羧酸系高性能减水剂PCA(标准型)，固含量40％，减水率25％；

消泡剂：日本进口竹本油脂A；

引气剂：德固赛混凝土高效复合引气剂B。

1.2试验方法

1.2.1混凝土配合比

混凝土配合比按JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》进行设计，见表3。

1.2.2消泡剂试验

竹本油脂A的掺量变化范围是0.1‰、0.3‰、0.5‰、0.7‰、0.9‰，共进行五组试验，测定坍落度、含气量并观察消泡情况，来确定后续试验中消泡剂的固定掺量，其中A掺量为占PCA的用量，结果见表4。

由表4可知，随着消泡剂掺量的增加，混凝土坍落度和含气量相应降低，说明混凝土中的气泡能够在A的作用下很好地被消除，使混凝土含气量降低而黏度增大，致使混凝土坍落度降低；当A掺量为0.1‰和0，3‰时，新拌混凝土含气量较高且混凝土中大泡较多，气泡不稳定；掺量为0.5‰时，含气量也较高，气泡不稳定；尽管掺量为0.9‰时的含气量较掺量为0.7‰的低0.1％，但是掺量为0.9‰时的气泡不稳定。因此后续试验中A的固定掺量选定为0.7‰。

1.2.3“先消后引”试验

试验共设计了6种不同组分的混凝土，第1组仅掺加聚羧酸系减水剂，不复配任何消泡剂或引气剂；第2组到第6组先在聚羧酸系减水剂中掺加消泡剂A，半小时后再加入不同掺量引气剂B，并将溶液搅拌至均匀。具体混凝土外加剂掺量见表5，其中PCA和B的掺量均是占水泥的用量，A占PCA的用量。

1.2.4测试方法

根据表5六组试验进行混凝土拌制，含气量和1h后含气量按照GB/T50080--2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》和GB8076-2008《混凝土外加剂》进行测试一。6二；混凝土3、7、28d抗压强度的测定参照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行、7；电通量根据GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》的相关规定进行测试。

2试验结果及分析

2.1合气量及经时损失

由表6和图1可知，未掺A和B时混凝土的含气量经时损失很大，为2.0％，孔结构基本上可以被视为劣质气泡；采用“先消后引”技术后，混凝土中的泡径偏大、泡型不良的劣质气泡被A消除，同时在B的作用下引入泡径较小、数量较多、分布均匀的气泡。混凝土的初始含气量和1h后含气量均随着B掺量的增加而增大，且混凝土含气量经时损失较小。当B为0.01‰时，由于掺人A，因此混凝土初始含气量比第一组低0.5％，但当掺量不小于0.02‰时，混凝土初始含气量便可赶上并超过第一组；掺量为0.03‰时，混凝土含气量无经时损失。

2.2混凝土抗压强度

由表6和图2可知，采用“先消后引”技术后，随着B掺量的不同，对混凝土3、7、28d强度影响呈抛物线形。当B掺量在0.01‰～0.03‰时，混凝土3、7、28d强度均随之提高，这说明A能够很好地消除混凝土中的气泡，使混凝土含气量降低从而提高混凝土的强度；但当B掺量超过0.03‰，混凝土强度降低至和第一组相当。

2.3混凝土抗氯离子渗透性能

由表6和图3可知，采用“先消后引”技术后混凝土56d电通量值明显低于第一组混凝土电通量值，提高了混凝土抗氯离子渗透性能。这是因为在消引气组分的共同作用下，混凝土内的孔结构体系被改变，许多毛细孔通道被封闭，从而打破了毛细管的连续性，提高了混凝土的抗渗性能。但当B掺量为0.04‰、0.05‰时，混凝土电通量值增大明显，抗氯离子渗透性能下降，这主要是由于含气量过大时，混凝土内部大孔数量增多，因此抗氯离子渗透能力降低。

3结论

(1)消泡剂竹本油脂A含量为聚羧酸系高性能减水剂PCA的0.73‰时，能够有效减少减水剂产生的大气泡，并使气泡稳定。

(2)掺聚羧酸系减水剂混凝土的初始含气量和1h后含气量均随着引气剂掺量的增加而增大，且含气量经时损失小

(3)引气剂掺量在0.01‰-0.03‰时，混凝土3、7、28d强度均随之提高，当超过0.03‰，混凝土强度降低。引气剂掺量在0.01‰一0.04‰时，混凝土抗氯离子渗透性能提高，超过0.04‰时，混凝土电通量值增大明显，抗氯离子渗透性能下降。引气剂最佳掺量为0.03‰左右。

作者：谢洪阳，王诗翔，傅翔，如涉及作品内容、版权和其它问题，请及时联系，我们将尽快处理。