冻融环境下掺合料与引气剂对混凝土的影响

周斌 侯晓晶

摘      要：冻融环境下的混凝土很容易受到抗冻融破坏和压溃破坏，因此加强对寒冷地区混凝土耐久性能的研究，对于提高北方寒冷地区混凝土结构的耐久性有重要的理论和现实意义。目前常用的解决方法是在混凝土中添加掺合料和引气剂。通过实验对冻融环境下掺合料与引气剂对混凝土的影响进行了研究，进行了快速冻融实验和抗压强度测试实验。研究发现，大颗粒掺合料的添加能够提高抗压强度和抗冻融性能，但是小颗粒的掺合料会恶化混凝土抗压强度和抗冻融性能;引气剂的添加能够提高混凝土抗压强度和抗冻融性能。

关  键  词：掺合料;引气剂;冻融环境;抗冻融性能;抗压强度

中图分类号：TU 528       文献标识码： A       文章编号： 1671-0460（2019）10-2288-04

Abstract： The concrete in freezing and thawing environment is easy to be destroyed by antifreeze and thawing， so it is of great theoretical and practical significance to strengthen the research on the durability of concrete in cold areas to improve the durability of concrete structures in cold areas of the north. At present， the common solution is to add admixture and aeration agent to concrete. In this paper， the influence of admixture and aeration agent on concrete under freezing and thawing environment was studied， and the experiment of rapid freezing and thawing and compressive strength test were carried out.It was found that the addition of large granular admixture improved the compressive strength and freeze-thaw performance， but the admixture of small particles worsened the compressive intensity and anti-freezing and thawing properties of concrete， and the addition of aeration agent improved the compressive strength and freeze-thaw performance of concrete.

Key words： admixture; aeration agent; freezing and thawing environment; compressive strength

我國正处于大规模基础建设的阶段，一些较为重要的工程，对混凝土的质量提出了较高的要求。尤其在一些北方地区，由于常年寒冷造成混凝土寿命降低，因此解决寒冷地区的建造物的抗冻融破坏和压溃破坏的问题对实际工程有指导意义[1]。根据前人研究得出，对混凝土的抗冻融性能和抗压强度影响最大的是掺合料、引气剂的种类和比例[2]。

在冻融环境下，抗冻融性能和抗压性能是混凝土最主要的性能[3]。为了能够得到混凝土在冻融环境下的破坏机理和解决方案，本文将对冻融环境下掺合料与引气剂对混凝土的影响进行研究。

1  实验部分

1.1  实验材料

本实验的实验材料主要是水泥、掺杂料、集料、减水剂、引气剂以及拌合水[4]。

水泥：由大同水泥厂生产的白鹅牌普通硅酸盐水泥（P.O 42.5R），水泥具体的参数如表1所示。

掺杂料：主要是由粉煤灰、矿渣粉、超细偏高岭土、硅灰等构成。掺杂料具体的参数如表2所示。

集料：由砂、碎石组成，主要起骨架和稳定混凝土体积作用。集料具体的参数如表3所示。

减水剂：采用聚梭酸高效减水剂（3911#），其品质如表4所示。

引气剂：采用SJ-2皂素类非离子型表面活性剂引气剂，要求能够使气泡均匀形成。

拌合水：为了更加贴合现场实际，本次试验直接采用自来水。

1.2  实验装置

（1）冻融装置

本文采用是DR-I冻融试验机，如图1所示。采用冻融主机对混凝土试件进行冻融循环实验，要求变换温度时间短。

（2）弹性模量测试仪

测量混凝土试样的相对动弹性模量。静弹性模量测试仪，如图2所示。

（3）压力试验机

本实验采用是HL-2000压力试验机。采用压力试验机对混凝土试件进行抗压性能测试，要求对试件施压均匀[5]。

（4）热电偶

采用热电偶对冻融机中心温度进行测定。试验所用热电偶必须保证能在-20～20 ℃内短时间测定试件中心温度，测量精度不低于±0.5 ℃[6]。

（5）案秤

称取物料，精确到g。