溶解度随温度升高而增加。0℃时溶解度为13.5%,到20℃则增加到21%,50℃是增加到32.7%。对水泥和混凝土有缓凝作用,较少单独发挥作用,而多数与其他缓凝剂复配作助剂或称增效剂用。
9 引气剂
(1)性能
引气剂能显著改善新鲜混凝土拌合物的匀质性和施工性能。引气剂也使混凝土结构的耐久性、尤其是抗冻性(即抗冻融性能)成倍甚至十几倍提高,因而它对混凝土综合耐久性的提高起着不可替代的作用。
引气剂是调控混凝土含气量外加剂的主要品种,要使混凝土中含气量适合工程需求,使引气剂完善的发挥作用,还必须在需要时添加辅助引气剂、稳泡剂、消泡剂等其他调控剂。
① 性能技术指标
引气剂的混凝土含气量指标不得小于3%,但是没有上限制。 引气剂有一定的减水性能,要求减水率不低于6%。引气剂掺入混凝土中会引起强度的降低,但是强度仍然应当保持在基准混凝土的80%~90%或者更高,这也是为什么更多时候把引气剂和减水剂复配使用的原因。
掺入引气剂会显著改善混凝土的抗冻性,改善耐久性,因此动弹性模量在28d龄期的试件做冻融200次循环后的保留值应≥80%。而新拌混凝土的泌水率比要小于70% - 80%,表示其减少泌水的功能。
此外,引气剂有一定的起泡性和泡沫稳定性,但气泡不宜过多过大,故此要求控制在生产厂给定值的误差5%以内。
② 引气剂的特点
适量引气剂可提高混凝土流动性,引气剂不增大混凝土坍落度损失,相反还可以降低新拌合物的坍落度损失。
引气剂的使用大大提高了混凝土抗冻性,能减少混凝土早期受冻产生的冻胀力,使早期受冻混凝土的强度损失明显减少。同时大大提高混凝土受冻融循环、尤其早期冻融循环能力;混凝土受盐冻会使表面产生严重剥蚀、引气剂产生的大量微泡阻止了混凝土向上泌水过程,因而防止盐冻的剥蚀破坏。
引气剂形成的微小气泡既封闭了混凝土结构内许多毛细孔道,又会在水泥水化矿物表面形成憎水膜降低毛细管抽吸效应。混凝土引入4%含气量可提高抗渗性5%。
引气所形成的微气泡能降低混凝土碳化速度,因为引气混凝土密实,孔隙率小。
引气剂减少混凝土表面缺陷,改善界面特性,因而提高混凝土抗折强度和抗压强度。换句话说,引气能提高混凝土的韧性。我们常说每增高含气量1%,混凝土抗压强度降低4%,但抗折强度的降低远小于此比率。此外,对贫混凝土,碾压混凝土和干硬性混凝土,适量引气不会降低反而提高强度。但对不同类的混凝土,这个“适量”是不同值的。例如碾压混凝土要引入普通混凝土同样数量的气泡,引气剂的量应是普通混凝土的5~10倍。
添加引气剂可以有效降低混凝土碱骨料反应的危害。
引气剂掺量是极低的,一般只有胶凝材料总量的十万分之几到万分之一或二。产生的气泡稳定性及大小均不同。气泡越小,泡内外压差就越大。拌合物运输、放置、浇筑过程中气泡受扰动产生运动(迁
移),小泡容易并成大泡,多数则逐渐上升到混凝土表面破灭。 (2)主要用途
引气剂的主要作用是改善混凝土的和易性,减小拌合物的离析泌水,提高混凝土的耐久性和抗冻性,因此其适用范围十分广泛。
在防水混凝土、冬期施工混凝土、抗冻混凝土、预拌混凝土、滑模施工混凝土、泵送混凝土、碾压混凝土和轻质混凝土中,引气剂都是不可缺少的组分。
在水工、海工、港工、工程混凝土中都必须使用引气剂。 对表面修饰有要求的混凝土。
引气剂可加入水泥中粉磨,制备引气水泥。 (3)主要品种
①天然植物类:松香热聚物、松香皂、木质素磺酸钙、三萜皂甙、腐植酸磺酸盐;
②烷基和烷基芳烃磺酸盐类:十二烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基苯酚聚氧乙烯醚等;
③脂肪醇磺酸盐类:脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠、脂肪醇硫酸钠等。
④其他:蛋白质盐、石油磺酸盐等。
混凝土中常用的引气剂掺量和对强度的影响可在表9和表10中找到。
10 防水剂
(1)性能
能降低砂浆、混凝土在静水压力下的透水性的外加剂称作防水
表9 混凝土常用引气剂 类 别 松香热聚物及松香皂 烷基苯磺酸钠 脂肪醇硫酸钠 OP乳化剂 皂角粉 掺量 (C×%) 0.003~0.02 0.005~0.02 0.005~0.02 0.012~0.07 0.005~0.02 含气量(%) 3~7 2~7 2~5 3~6 1.5~4 抗压强度(%) 7d 90 - 95 - - 28d 90 87~92 94 85 90~100 90d 90 90~93 95 - - 表10 水工混凝土常用引气剂 类别 松香热聚物及松香皂,OP乳化剂脂肪醇硫酸钠(801) 掺量(%) 0.01~0.04 0.05 0.03 含气量 3~8 4 5 说明 每增1%含气量,强度降5% 减水7%,强度降15% 减水7%左右
剂。防水剂是在搅拌混凝土过程中添加的粉剂或水剂,在混凝土结构中均匀分布,充填和堵塞混凝土中的裂隙及气孔,使混凝土更加密实而达到阻止水分透过的目的。
通过提高混凝土结构本身的密实性——抗渗性,达到防水目的,称为刚性防水或结构自防水。防水混凝土应能满足抗渗等级高于P6,即抗渗压力大于0.6MPa的防水要求。
防水剂可以用于砂浆,也可用于混凝土中,因此分别有掺防水剂的受检砂浆指标和混凝土指标两个标准。掺到砂浆中,必须能使砂浆的抗渗能力提高2~3倍,见表11.掺到混凝土中应使混凝土最终强度不降低,见表12。防水剂本身的质量指标,即匀质性指标应符合表13的要求。
表11 受检砂浆的性能指标 试验项目 净浆安定性 凝结时间 抗压强度比(%)不小于 初凝(min)不大于 终凝(h)不大于 7d 28d 性能指标 一等品 合格 45 10 100 90 300 65 125 合格品 合格 45 10 85 80 200 75 135 透水压力比(%) 不小于 48h吸水量比(%) 不大于 28d收缩率比(%) 不大于 对钢筋的锈蚀作用 应说明对钢筋有无锈蚀作用 注:除凝结时间,安全性为受检砂浆的试验结果外,表中所列数据均为受检砂浆与基准砂浆的比值。 表12 受检混凝土的性能指标 试验项目 净浆安定性 泌水率比(%) 不大于 凝结时间(min)不小于 初凝 终凝 3d 抗压强度比(%)不小于 渗透高度比(%)不大于 48h吸水量比(%)不大于 28h收缩率比(%)不大于 对钢筋的锈蚀作用 7d 28d 100 110 100 30 65 125 性能指标 一等品 合格 50 —90 —— 90 100 90 40 75 135 合格品 合格 70 应说明对钢筋有无锈蚀作用