混凝土引气剂在道路混凝土中的应用
寒冷的地方新建或扩建的水泥混凝土路面,刚投入使用后不久就发生了冻融毁坏,主要表现为水泥混凝土道面表层大规模起皮,局性位置发生孔洞等毁坏状况,比较严重影响道面的使用,使道面过早地结束其使用寿命,而提高水泥混凝土道面使用最有效地方是在水泥混凝土中掺加改性引气剂
混凝土外加剂 引气剂的能够使水泥混凝土中形成各自封闭的汽泡。这类汽泡能够阻拦水分进到到水泥混凝土的内部,进而避免由于温度的降低引起水泥混凝土中的水分的冻结,造成水泥混凝土的毁坏。引气剂的加入能够提高水泥混凝土的抗冻性,但它会降低水泥混凝土的强度。其原因是因为混凝土引气剂的能够在水泥混凝土中形成封闭汽泡,这类封闭的汽泡将使水泥混凝土的强度降低。
(1)工程实例
空军某机场地处西北戈壁滩地区,年最低气温达-35℃。设计者在引入引气剂以提高道面混凝土的抗冻性的同时为了保证混凝土的强度达到设计要求,进而进行了一系列的实验,最终确定了混凝土的配合比。
(2)原材料选择
水泥为42.5R硅酸盐水泥;
细集料的表观密度为2.66g/cm³,细度模数为3.3,属中粗砂;
粗集料的表观密度为2.68g/cm2,粒径为5~40mm的碎石;
引气外加剂为PMS-N3型引气剂。
(3)混凝土配合比设计
1)水泥用量与混凝土含气量的关系
为了研究水泥用量与混凝土含气量之间的关系,引气剂按0.011%的剂量进行配比,砂率为32%。表22-22为水泥用量与混凝土含气量之间的关系。从表22-22能够看出,混凝土的含气量并不随着混凝土的用量增加而增大,当水泥用量达到330kg/m2时,混凝土的含气量达到最大,为4.6%。说明水泥用量影响汽泡的形成和稳定,造成混凝土含气量的改变。
| 水泥用量（kg/m³） | 320 | 325 | 330 | 335 | 340 |
| 含气量（％） | 3.85 | 4.36 | 4.59 | 4.41 | 3.90 |
2)掺引气剂对混凝土性能的影响
表22-23为混凝土含气量的变化对混合料和易性影响的试验结果。
| 塌落度（mm） | 4 | 13 | 15 | 17 |
| 含气量（%） | 0 | 3.9 | 4.4 | 4.6 |
随着含气量的增大,混合料的址落度增加,说明混合料的和易性得到改进。这是因为引气剂的引入会在混凝土中产生大量的汽泡,这类汽泡如同滚珠一样,起到润滑作用。引气剂的能够能够保证在同样的配比下,提高混凝土的流动性;在同样的場落度下,减少混合料的拌合用水。水灰比的减少能够提高混凝土的强度,以减少由于引入剂的能够对混凝土强度造成的损失。
由于混凝土的抗弯拉强度是机场水泥混凝土道面的强度设计指标。表22-24为混凝土的含气量对混凝土抗弯拉强度的影响。试验条件为:水泥用量330kg/m³,水灰比为0.45,砂率为33%。混凝土中引入大量微小汽泡后,造成了混凝土抗弯拉强度的降低。当混凝土含气量为4%左右时,混凝土的抗弯拉强度损失10%左右。说明由于引气剂的能够,在混凝土中产生的汽泡会造成混凝土强度的降低。因此,对混凝土的含气量要进行适当控制,避免混新士产生过大的强度损失。
在混凝土中能够引气剂,其主要目的是提高混凝土的抗冻性。表22-25为引气剂对混凝土抗冻性的影响。试验条件:水泥用量330kg/m2,塌落度15mm,含气量为3.9%。从表22-25可知,能够PMS-N3型引气剂后,混凝土的抗冻性显著提高。基准混凝土,在冻融频次达到150次后,其相对性动弹性模量仅为24.7%;对于能够引气剂的混凝土(含气量为3.9%),在冻融频次达到200次后,其相对性动弹性模量高达97.2%。
| 冻融循环次数 | 相对动弹性模型（％） | |
| 基准混凝土 | 引气混凝土 | |
| 50 | 87.0 | 98.6 |
| 100 | 62.5 | 98.5 |
| 150 | 24.7 | 97.4 |
| 200 | - | 97.2 |
3)配合比
表22-26为通过试验确定的最终配合比。
该配合比用于道面混凝土的施工,解决了以往在同一机场发生的道面的冻融毁坏,有效地改进混凝土的抗冻性,避免冻融造成混凝土板的毁坏。
| 编号 | 含气量（%） | 塌落度（mm） | 每立方米混凝土材料用量（kg/m³） | |||||
| 水 | 水泥 | 砂子 | 小石 | 大石 | 混凝土外加剂品种与掺量 | |||
| F-7 | 3.9 | 10 | 138 | 320 | 670 | 533 | 800 | PMS—NEA3，0.0512 |
| F-9 | 3.8 | 15 | 138 | 325 | 668 | 532 | 798 | PMS—NEA3，0.0520 |
该配合比用于道面混凝土的施工,解决了以往在同一机场发生的道面的冻融毁坏,有效地改进混凝土的抗冻性,避免冻融造成混凝土板的毁坏。
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