公路引气混凝土应用研究

朱津文

(河北省肃宁县交通运输局地方道路管理站)

公路引气混凝土应用研究

朱津文

(河北省肃宁县交通运输局地方道路管理站)

摘 要:在气候昼夜温差或四季温度变化较大的地区修筑公路，就会碰到诸如路面容易开裂，抗碱能力差等问题，通过研究引气混凝土，总结了引气混凝土引气剂引气机理、引气混凝土工作特性及引气混凝土物理性能。

关键词:引气混凝土;引气剂;温度应力

1 引气混凝土引气剂引气机理

引气剂是指含有表面活性剂的一种化学外加剂，其表面活性剂聚集在空气—水界面上，亲水基与水泥或其水化粒子相吸附，憎水基背离水泥及其水化粒子，形成憎水化吸附层，并力图靠近空气表面，这种粒子向空气表面靠近的趋势以及引气剂分子在空气—水界面上的吸附作用将显著降低水的表面张力，使混凝土在拌合过程中产生大量微细气泡，这些气泡有带相同电荷的定向吸附层，因而相互排斥并能均匀分布。另一方面，许多阴离子引气剂在含钙量高的水泥水溶液中有钙盐沉淀，吸附于气泡膜上，能有效的防止气泡破灭而使气泡稳定。表面活性剂分子结构在某一端具有溶于水的化学基团(亲水基团，而另一端为水所排斥的基团僧水基团)，见图1。表面活性剂分子有一种倾向，使其亲水基团整齐排列于水中，而使憎水基团排列于空气中。

图1 气泡形成示意图

2 引气混凝土工作特性

水泥混凝土作为一种弹性小、脆性大、收缩性强、抗变形能力差的非均质材料，在自身及自然环境各因素的影响下不断的产生变形，变形超过。一定范围便发生开裂、断板等破坏，减少其耐久性而缩短使用寿命。混凝土变形中干缩变形占的份量较大，研究多以干缩为主，目前针对混凝土干缩、湿度变形的研究技术成果相对较成熟，而温度变形比干缩变形小一个数量级，而且可以通过温度系数对温度变形进行计算，对其研究相对较少。但是路面水泥混凝土长期处在大自然的气候环境下，在硬化过程中及硬化后，均随季节、温度、湿度而发生周期性的变化产生周期性变形，成为混凝土板逐渐出现开裂断板等破坏的重要因素。尤其在混凝土硬化后使用过程中，混凝土随温度季节性变化、温度日变化而产生的温度变形对混凝士的影响较大，往往成为混凝土路面使用过程中破坏的主要因素之一。引气混凝土工作性相对非引气混凝土的工作性大大改善，混凝土中加入引气剂，随着含气量的增加，坍落度线性增大。引气混凝土坍落度增加的原因有两个:一是引气剂具有减水作用，按其减水率折减其减水量;二是由于引气剂生成微气泡的润滑作用，会使坍落度增大。引气还可降低新拌混凝土的坍落度损失。引气混凝土静态流变学性质有显著改善。引气剂在混凝土中引入大量均匀分布、相互独立的类球形微小气泡，在混凝土中起到了滚珠的作用，增加了浆体体积、浆体粘度，使混凝土拌和物的和易性得到了极大的提高。在掺入引气剂后，增加的气泡使得混凝土的内聚力和均匀性都增加，气泡黏结着固体颗粒可以减小其下沉的趋势，同时也减小水的流动进而降低了混凝土的泌水和离析。

3 引气混凝土物理性能研究

滑模混凝土施工技术是世界上最先进的施工技术，尤其对高等级公路而言，是不可多得的选择。滑模施工要求路面混凝土必须掺加引气剂来改善混凝土性能，提高滑模施工路面质量。路面引气混凝土的研究有利于提高清连高速化改造工程的建设质量与技术水平，进一步提高路面的质量，延长路面的使用寿命，改善交通服务水平，为交通及经济提供优质的服务，并具有较大的经济效益。引气混凝土性能的研究就成为亟待解决的问题，通过大量的实验及工程实践调查，把引气混凝土的物理性能总结如下。

第一，抗渗、抗冻性能优越。引气剂抗盐冻及抗盐结晶破坏性能由于盐冻剥蚀破坏本质也是水结冰膨胀而破坏，引气同样对改善混凝土抗盐冻性能有很好的效果，引气剂能明显改善混凝土的抗盐冻性能，并指出随着冻融循环次数的增加。

第二，耐硫酸盐侵蚀和耐碱集料反应性能强。混凝土的碱集料反应破坏，是由于集料的活性组分与碱组分发生反应导致混土膨胀开裂，这种膨胀是源于集料相对于基体的膨胀。

第三，抗碳化性能强。

第四，抗裂性能强。掺引气剂可以使水泥浆体初始开裂时间延长，同时还可以降低净浆早期裂缝的宽度，且随着引气剂掺量的增加效果越明显。当引气剂掺量大时，水泥浆体甚至不出现开裂。掺引气剂不仅降低了水泥浆体早期开裂的敏感性，而且有助于抑制浆体早期裂纹的发展，即引气可以明显地提高水泥浆体的早期抗裂性。

4 结语

目前国内对引气混凝土的研究尚不全面系统，尤其针对不同地区不同气候条件下的研究不够充分，因此对不同地区引起混凝土引起量及引起剂的使用研究，就成为引起混凝土研究的重中之重，如果我们制定了相应的标准，就为以后引起混凝土的合理有效使用提供重要的参考价值。

:

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［2］丁蓓，刘加平，刘建忠.引气剂稳泡机理及其改善混凝土冻融耐久性能的研究.

［3］杨钱荣，黄士元.引气混凝土的特性研究.

［4］王超，杨全兵.水泥混凝土路面现场撒盐破坏试验研究［J］.低温建筑技术.

中图分类号:U214

C

1008-3383(2011)06-0050-01

收稿日期:2011-03-05

作者简介:朱津文(1967-)，男，河北省肃宁人，工程师。