混凝土引气剂的研究现状

混凝土引气剂的研究现状 混凝土外加剂在很大程度上提高了混凝土的耐久性、强度与适用性。如今，外加剂已经成为混凝土中必不可少的第五元素。随着高性能混凝土(HPC)的不断发展，混凝土的耐久性也被日益重视，引气剂的研发和生产逐步变成整个外加剂领域的一个热点。如今，在美国、日本及西欧一些发达国家，大部分混凝土都是引气的，日本更是把引气以外的混凝土视作特殊混凝土，可见其普及程度之大。 国内引气剂尚处于推广应用的阶段，引气剂市场较混乱，其质量也良莠不齐。同时，国内不少 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 对引气剂的使用仍有顾虑，因害怕含气量会影响混凝土强度，一度限制引气剂的使用范围，能不掺的就尽量不掺，这就不利于耐久性的改善，影响工程结构的安全使用寿命;另外，大量的施工单位反映松香类引气剂稳定性欠佳，影响工程质量而不愿意使用;研制和生产单位也受到市场经济效益影响(研发成本高、市场小)，而不愿意研制和生产;这些都极 大地制约了引气剂的推广应用。 研究引气剂的种类及各类引气剂的性能，并采用简单的方式判断引气剂的优劣，不仅能够推动我们对引气剂的合理利用，提高引气剂的综合利用技术水平，而且对发展高性能混凝土具有重要的意义。有鉴于此，本文综述了各类引气剂的合成工艺、性能及如何迅速判定其优劣性等方面的研究概况。 1 引气剂的种类 从化学结构来看，引气剂其实是一种表面活性剂，具有起泡、乳化分散、浸润等性能。如果从表面活性剂理论来分类，引气剂可以分为阴离子、阳离子、非离子和两性离子等类型。但是，在实际的工程应用中，大多数引气剂均属于阴离子表面活性剂，而且过去应用在混凝土中的表面活性剂的种类有限，因此，引气剂的种类在混凝土领域中，一般都是根据生产引气剂的原料来划分的。 1.1 松香类引气剂 松香类引气剂是以松香为主要原料，经过各种改性工艺生产的混凝土引气剂。松香是一种天然树脂，资源丰富，价格适中，因此应用最为广泛。松香的改性方式很多，有几十种，但只有几种用于松香引气剂的改性，不同的改性方法得到的松香衍生物的性能不尽相同，改性后的各种性能都得到了很大的提升。 松香由多种树脂酸、少量的树脂酸甲酯和一些中性物质混合而成的，其中主要成分是树脂酸，占其总量的90%以上。树脂酸的分子通式为CHCOOH，可分为共轭双键型(枞酸1929 型)树脂酸、非共轭双键型(海松酸型)树脂酸、去氢(脱氢)树脂酸和氢化树脂酸，其中，枞酸型树脂酸可分为枞酸、左旋海松酸、新枞酸和长叶松酸，海松酸型树脂酸可分为海松酸和异海松酸，氢化树脂酸可分为二氢枞酸和四氢枞酸。这些同分异构体都具有一个三元环菲架结构，它们都拥有两个双键和一个羧基，这也是其反应活性中心，绝大部分的改性方法都是围绕着这两个活性中心进行的。目前，生产的松香类引气剂主要有松香皂类引气剂和松香热聚物类引气剂。 1.1.1 松香皂类引气剂 松香皂引气剂的主要成分是松香酸钠(CHCOONa)，皂化反应比较简单，且易于控制，1929 是非常典型的酸碱中和反应，生成产物的引气性能比较优越，但水溶性较差，且与其他外加剂的配伍性能也不是很好。 1.1.2 松香热聚物类引气剂 松香皂类引气剂和松香热聚物类引气剂所用的主要原料虽然相同，但它们各种性能却有着一定差异。一般来说，松香皂类起泡量比松香热聚物类多，但消泡快，如作占泡试验对比可以发现，松香皂类可能半小时就会无泡，而松香热聚物类要在7,8小时后才会出现无泡状 态;松香热聚物类的减水率稍高，且等掺量时，强度也略胜一筹，但其水溶性更差，使用起来没有松香皂类方便。 从实际应用来说，松香热聚物类引气剂的产量和用量都要低得多，不如松香皂受欢迎。这主要是因为松香热聚物类引气剂的性能与松香皂类大体相当，基本都能满足工程中对引气的要求，但松香热聚物类生产成本和价格都较高，不利于市场竞争。另外，苯酚对环境有污染，因此其推广受到限制，用量也越来越少。 1.2 烷基苯磺酸盐类引气剂 许多合成洗涤剂均属此类，主要有烷基苯磺酸钠和烷基硫酸钠，一般是烷基苯用浓硫酸、发烟硫酸或液体三氧化硫作为磺化剂而制得的产品。烷基苯磺酸盐类引气剂是比较常用、成本很低、且易得到的阴离子型表面活性剂，其代表是十二烷基苯磺酸钠。 烷基磺酸盐发泡速度很快，可以瞬间起泡，泡沫量大而丰富，但其稳泡性能很差，气泡发起后，细小的气泡很快融合成较大的气泡，并且可能在几分钟内全部消失，即使掺入一定量的稳泡剂或采用其他的稳泡措施，效果也不太明显。 1.3 皂苷类混凝土引气剂 皂苷类引气剂最初来自多年生乔木皂荚树果实皂角或皂荚中含有一种辛辣刺鼻的提取物，主要成分为三萜皂苷，具有良好的引气性能。 三萜皂苷由苷基、苷元和单糖基组成，每个苷基由2个相连接的苷元组成，一般情形下1个苷元又可连接3个或3个以上单糖，从而形成一个较大的五环三萜空间结构。单糖基中的单糖具有很多羟基，这些羟基能与水分子形成氢键，因此，具有很强的亲水性。皂苷类引气剂分子量较大，形成气泡的膜比较厚、气泡表面黏弹性和强度比较高，因而其稳泡能力较强。它引入的气泡细小、稳定、结构良好、强度损失小、水溶性好、与各种减水剂的配伍性能也很好，可应用于各类混凝土工程中;但是其起泡性能较弱、掺量较大、价格偏高。 1.4 脂肪醇磺酸盐类引气剂 脂肪醇磺酸盐类引气剂主要有脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠和脂肪醇硫酸钠等。其中脂肪醇聚氧乙烯醚简称醇醚，是非离子型表面活性剂中发展较快，用量较大的品种。与阴离子表面活性剂相比，醇醚的稳泡性能更佳，这是因为非离子表面活性剂所引气泡泡膜比较密实，不易破裂;但其发泡能力则相差甚远。 醇醚是各种同分异构体的总称，是环氧乙烷加成而成的多种聚氧乙烯醚的混合物，主要可分为十醇聚氧乙烯醚、十一醇聚氧乙烯醚和十三醇聚氧乙烯醚等。 用亚硫酸钠和亚硫酸氢钠混合物作为磺化剂，在高温高压下，醇醚可以转化成脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠，其发泡性和稳泡性都比较好。 1.5 其他混凝土引气剂 主要有蛋白质盐、石油磺酸盐和一些具有较强引气功能的减水剂等。其中，石油磺酸盐类是精制石油的副产品。在生产轻油的过程中，用硫酸处理后的石油留下的残渣中含有水溶性磺酸盐，这种磺酸盐使用氢氧化钠中和后即可得到石油磺酸盐类引气剂;如果用三乙醇胺来中和，就得到了另一种类型的产品，即磺化的碳氢化合物有机盐，它也可作为引气剂使用。而具有较强引气功能的减水剂主要有改性木质素磺酸盐和聚烷基芳基磺酸盐。 2 引气剂的评价方法 引气剂品质的优劣，可以通过引气剂溶液的含气量、稳泡性和引气混凝土中气泡结构(含 气量、气泡直径和间距系数)的对比试验来进行评定。 引气剂溶液的起泡高度，是判断其含气量的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ，相同浓度的引气剂溶液，起泡高度愈高，则引气性能愈好。除了引气能力外，所引气泡的稳定性也是判定引气剂品质的重要指标。消泡时间是判断稳泡性能的标准，消泡时间愈长、含气量损失愈小，则气泡的稳定性愈好，引气剂溶液消泡时间是判别引气剂品质最简捷有效的方法。但是，混凝土材料组成、配比和 外界条件都会对混凝土中气泡体系形成及其稳定性产生一定影响。 对于新拌的引气混凝土，可以先测其含气量和坍落度，然后采用振动台振动或室内静置的方法来测定含气量和坍落度损失，从而判别出劣质的引气剂。这是因为振动密实主要消除的是混凝土中的有害气泡(大气泡和夹入气泡)，而对微小气泡的影响较小，甚至可能增加凝胶孔隙和微小气泡的数量。若含气量损失大，则引入的气泡平均直径较大，即说明引气剂质量差。当然，不同的搅拌方式对混凝土含气量和气孔结构也有较大的影响，合适的振动搅拌不仅能提高新拌混凝土含气量，而且能优化混凝土的气孔结构。 目前，混凝土拌合物含气量一般的测试方法有注水法和非注水法;而快速测量新拌混凝土含气量及气泡参数的先进方法分别有光纤测气仪法和AVA 型新拌混凝土气孔结构 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 仪法。光纤测气仪能有效、快速且无损害测定在搅拌、运输和浇筑等期间的混凝土含气量，只要把其插入新拌混凝土中10秒，就可自动得出结果;AVA 型气孔结构分析仪也只需约25分钟即可检测出新拌混凝土的气泡结构，能及时监测出气泡的特征，是保证混凝土质量的有效途径。 然而，对于硬化的混凝土，比较其(抗压、抗折)强度，是判断引气质量的简单方式;而冻融循环作用是其耐久性的一个非常重要的因素，可以通过这种方法来判断混凝土中气泡的结构，从而间接评判出引气剂的优劣，这是因为孔结构对混凝土的抗冻性有着密切的关系。但是，这种判定方式可能要做数百次冻融循环，耗时、耗力且所得结果误差比较大。因此，如何快速、准确地检测出硬化混凝土中的气泡结构，就显得格外重要了。 现在国内关于硬化混凝土气孔结构测试方法的标准有DL/T 5150 - 2001《水工混凝土试验规程》，与美国标准ASTM C 457所采用的方法一样，都是人工显微镜直线导线法测试气泡间距系数——利用肉眼在显微镜中观察 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 气泡个数和大小，并计算出气泡特征参数。这种传统的测试方法需要高度熟练的试验人员，所测得的气泡间距偏大。 近年来，国内外逐渐开始采用一些新的自动化试验设备来替代人工显微镜直线导线法。该种方法效率高、精度高，能快速、准确地测试出新拌混凝土的气泡特征参数，主要的试验 设备有RapidAir 型、MIC - 840 - 01型硬化混凝土气孔结构分析仪和平板扫描仪。 综合以上，在相同掺量的情况下，如果起泡高度(含气量)愈高、消泡时间愈长(含气量损失愈少)，则引气效率高;在相同含气量的情况下，气泡的直径愈小、气泡的间距系数愈低，则引入气泡的质量愈高。 3 结语 在中国混凝土技术与国际进一步接轨的今天，高性能混凝土无疑是发展的趋势，而混凝 土引气剂又是发展高性能混凝土必备的外加剂之一，因此，深入研究各类引气剂的性能并充分运用它们的优势，从而创新出性能更佳、与混凝土适应性更强的新型混凝土引气剂是不可或缺的。