公路引氣混凝土應用研究

朱津文

(河北省肅寧縣交通運輸局地方道路管理站)

公路引氣混凝土應用研究

朱津文

(河北省肅寧縣交通運輸局地方道路管理站)

摘 要:在氣候晝夜溫差或四季溫度變化較大的地區修筑公路，就會碰到諸如路面容易開裂，抗堿能力差等問題，通過研究引氣混凝土，總結了引氣混凝土引氣劑引氣機理、引氣混凝土工作特性及引氣混凝土物理性能。

關鍵詞:引氣混凝土;引氣劑;溫度應力

1 引氣混凝土引氣劑引氣機理

引氣劑是指含有表面活性劑的一種化學外加劑，其表面活性劑聚集在空氣—水界面上，親水基與水泥或其水化粒子相吸附，憎水基背離水泥及其水化粒子，形成憎水化吸附層，并力圖靠近空氣表面，這種粒子向空氣表面靠近的趨勢以及引氣劑分子在空氣—水界面上的吸附作用將顯著降低水的表面張力，使混凝土在拌合過程中產生大量微細氣泡，這些氣泡有帶相同電荷的定向吸附層，因而相互排斥并能均勻分布。另一方面，許多陰離子引氣劑在含鈣量高的水泥水溶液中有鈣鹽沉淀，吸附于氣泡膜上，能有效的防止氣泡破滅而使氣泡穩定。表面活性劑分子結構在某一端具有溶于水的化學基團(親水基團，而另一端為水所排斥的基團僧水基團)，見圖1。表面活性劑分子有一種傾向，使其親水基團整齊排列于水中，而使憎水基團排列于空氣中。

圖1 氣泡形成示意圖

2 引氣混凝土工作特性

水泥混凝土作為一種彈性小、脆性大、收縮性強、抗變形能力差的非均質材料，在自身及自然環境各因素的影響下不斷的產生變形，變形超過。一定范圍便發生開裂、斷板等破壞，減少其耐久性而縮短使用壽命。混凝土變形中干縮變形占的份量較大，研究多以干縮為主，目前針對混凝土干縮、濕度變形的研究技術成果相對較成熟，而溫度變形比干縮變形小一個數量級，而且可以通過溫度系數對溫度變形進行計算，對其研究相對較少。但是路面水泥混凝土長期處在大自然的氣候環境下，在硬化過程中及硬化后，均隨季節、溫度、濕度而發生周期性的變化產生周期性變形，成為混凝土板逐漸出現開裂斷板等破壞的重要因素。尤其在混凝土硬化后使用過程中，混凝土隨溫度季節性變化、溫度日變化而產生的溫度變形對混凝士的影響較大，往往成為混凝土路面使用過程中破壞的主要因素之一。引氣混凝土工作性相對非引氣混凝土的工作性大大改善，混凝土中加入引氣劑，隨著含氣量的增加，坍落度線性增大。引氣混凝土坍落度增加的原因有兩個:一是引氣劑具有減水作用，按其減水率折減其減水量;二是由于引氣劑生成微氣泡的潤滑作用，會使坍落度增大。引氣還可降低新拌混凝土的坍落度損失。引氣混凝土靜態流變學性質有顯著改善。引氣劑在混凝土中引入大量均勻分布、相互獨立的類球形微小氣泡，在混凝土中起到了滾珠的作用，增加了漿體體積、漿體粘度，使混凝土拌和物的和易性得到了極大的提高。在摻入引氣劑后，增加的氣泡使得混凝土的內聚力和均勻性都增加，氣泡黏結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而降低了混凝土的泌水和離析。

3 引氣混凝土物理性能研究

滑模混凝土施工技術是世界上最先進的施工技術，尤其對高等級公路而言，是不可多得的選擇。滑模施工要求路面混凝土必須摻加引氣劑來改善混凝土性能，提高滑模施工路面質量。路面引氣混凝土的研究有利于提高清連高速化改造工程的建設質量與技術水平，進一步提高路面的質量，延長路面的使用壽命，改善交通服務水平，為交通及經濟提供優質的服務，并具有較大的經濟效益。引氣混凝土性能的研究就成為亟待解決的問題，通過大量的實驗及工程實踐調查，把引氣混凝土的物理性能總結如下。

第一，抗滲、抗凍性能優越。引氣劑抗鹽凍及抗鹽結晶破壞性能由于鹽凍剝蝕破壞本質也是水結冰膨脹而破壞，引氣同樣對改善混凝土抗鹽凍性能有很好的效果，引氣劑能明顯改善混凝土的抗鹽凍性能，并指出隨著凍融循環次數的增加。

第二，耐硫酸鹽侵蝕和耐堿集料反應性能強。混凝土的堿集料反應破壞，是由于集料的活性組分與堿組分發生反應導致混土膨脹開裂，這種膨脹是源于集料相對于基體的膨脹。

第三，抗碳化性能強。

第四，抗裂性能強。摻引氣劑可以使水泥漿體初始開裂時間延長，同時還可以降低凈漿早期裂縫的寬度，且隨著引氣劑摻量的增加效果越明顯。當引氣劑摻量大時，水泥漿體甚至不出現開裂。摻引氣劑不僅降低了水泥漿體早期開裂的敏感性，而且有助于抑制漿體早期裂紋的發展，即引氣可以明顯地提高水泥漿體的早期抗裂性。

4 結語

目前國內對引氣混凝土的研究尚不全面系統，尤其針對不同地區不同氣候條件下的研究不夠充分，因此對不同地區引起混凝土引起量及引起劑的使用研究，就成為引起混凝土研究的重中之重，如果我們制定了相應的標準，就為以后引起混凝土的合理有效使用提供重要的參考價值。

:

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［2］丁蓓，劉加平，劉建忠.引氣劑穩泡機理及其改善混凝土凍融耐久性能的研究.

［3］楊錢榮，黃士元.引氣混凝土的特性研究.

［4］王超，楊全兵.水泥混凝土路面現場撒鹽破壞試驗研究［J］.低溫建筑技術.

中圖分類號:U214

C

1008-3383(2011)06-0050-01

收稿日期:2011-03-05

作者簡介:朱津文(1967-)，男，河北省肅寧人，工程師。