混凝土引气剂是一种表面活性剂，掺入混凝土后，可使混凝土在搅拌全过程中引进大量分布均匀且独立封闭的微小气泡。这种微小气泡与混凝土搅拌全过程中引进空气生成的气泡不同，靠机械搅拌引进空气生成的气泡既不均匀也不稳定，在混凝土搅拌与振捣全过程中很容易由小变大而逸出。

表面活性剂及其泡沫

由液体薄膜包围着的气体形成了单个气泡，气泡的聚集物称之为泡沫。泡沫是气体分散于液体中的多相分散体系，气体是分散相(不连续相),液体是分散介质(连续相)。

造成泡沫的条件有两个，一是气液接触。是因为泡沫是气体在液体中的分散体，因此唯有当气体与液体连续充足接触，才有可能造成气泡。这是泡沫造成的必要条件但并非充分条件;二是起泡速度高于破泡速度，也就是气泡的寿命。不管向纯净水中如何充气，也不可能获得泡沫，只有出现单泡，是因为纯水造成的泡寿命唯有大约0.5s,只有瞬间存在，因此不能获得稳定的泡沫。但在纯水中加入表面活性剂后，就能获得稳定的泡沫。

在水中加入少量表面活性剂就能显著降低溶剂的表面张力，改变体系界面情况，从而造成润湿、乳化、起泡、增溶等一连串作用。表面活性剂分子具有“两亲”结构，即表面活性剂分子一般由极性基团和非极性基团构成，亲水基易溶于水即具有亲水性，故称亲水基;非极性基不溶于水，具有亲油性，故称亲油基，根据表面活性剂在水中的离解状况，分为阴离子、阳离子、非离子和两性表面活性剂。

表面活性剂的分子结构与泡沫性能

作为两亲性物质，表面活性剂的一连串物理、化学性质皆由其分子结构决定的。组成表面活性剂分子结构的极性基、非极性基各有影响，作用不同。

(1)极性基团的影响极性基团的结构、组成直接影响表面活性剂的溶解度、离解度、表面膜的特性等物理性质，同时也影响到表面活性剂对水泥矿物的化学活性、与水泥浆中离子的化学反应等化学性质。

①极性基团对溶解度的影响及其对起泡和泡沫特性的影响表面活性剂的溶解度与极性基团、非极性基团基的亲水、疏水作用大小有关。极性基的亲水力大，在相同情况下，表面活性剂的溶解度大。溶于水后，大部分溶质留在溶液内部，所形成溶液表面张力大。它们在溶液内部分散较均匀，化学活性大，不易形成胶团，而溶液实际浓度减小。因而在相同浓度的情况下，易溶于水的表面活性剂溶解度大，实际可供起泡的分子多。表面活性剂分子之间作用不大，表现起泡高度大，泡沫孔径大，泡沫结构疏松。溶解度低的表面活性剂，易于形成胶团，浓度低，实际溶液中比其名义浓度小得多，实际可供起泡用的分子少，分子之间作用大，因而搅拌时难以起泡，表现为起泡高度小或非得强烈搅拌才能起泡，泡沫孔径小，结构致密。

溶解度小的表面活性剂，排列分子的极性基之间排斥作用小，非极性基之间作用强，泡沫膜层含水少，表现为泡沫排液速度慢，表面活性剂之间作用力大，泡沫韧性大，寿命长，泡沫稳定性增强。

②极性基团对离解度、泡沫和对水泥浆体的影响用作混凝土引气剂的表面活性剂主要是有阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂。前两者能够电离出离子而表现出强烈的电性，表面活性大，起泡力大，但因为极性头之间的电斥力作用大，泡沫稳定性不太好。能够加入稳泡剂，减少其极性头之间的电斥力作用，使它们排列更加紧密，增加泡沫稳定性。电斥力也有好处，它能够防止泡沫的靠近而破坏，增加泡沫的稳定性。但加入到水泥浆中后，因为水泥颗粒带电，如果其与泡沫表面带电同性，则两者排斥，水泥颗粒难以进入泡沫膜中的水层，使得硬化后孔的薄壳强度低，引起硬化混凝土的强度降低。如果带电相异，则两者吸引，泡沫易被破坏。非离子表面活性剂起泡差，但其适应性好，不易受环境影响，与其他表面活性剂相溶性好。因而通常可加入到其他表面活性剂中，作为助剂改进泡沫性能。

③极性基团水化能力及其断面的影响极性基在水中与周围的水偶极子作用发生水化，吸引水分子到泡沫表面，形成水层，使泡沫稳定，不破裂。另外，还可能吸引水泥颗粒，在其水层中水化，增加硬化后薄壳的强度。

通常极性基的断面比非极性基大，故定向排列时，紧密程度取决于极性基。只有极性基断面小，电斥力作用小，才可能使之排列紧密。当然，可以通过加入稳泡剂使之参与排列，增加排列分子的吸引作用，降低电斥力作用。

④极性基团化学性质的影响因为泡沫处于无机的环境中，其化学性质主要取决于表面活性剂极性基的化学性质。对于混凝土引气剂而言，水泥中的化学环境决定了其化学作用。水泥浆中含有很多钙、铁、铝等离子，因为混凝土引气剂通常为阴离子表面活性剂，其作用最大的为钙离子，如果钙离子与极性基团发生反应，生成不溶盐，则可以使排列分子的稳定性增大(降低了电斥力作用),使泡沫剂不易受环境影响(降低了电性作用),同时因为其水化产物在其膜层的产生，增加了泡沫膜层的稳定性，从而使泡沫稳定性提高，使硬化后的孔壁强度增大。

(2)非极性基团的影响非极性基的大小影响到泡沫剂的溶解度、表面活性及其在溶液中的活度等。通常伴随着非极性基的增大，溶解度下降，表面活性增大，在水溶液中的活度降低，稳泡性提高，泡径减小。

当非极性基为正构烷基，表面活性剂成膜时排列紧密，非极性基作用力大，增加了泡沫的稳定性，但也会因其容易在水中形成胶团而难以起泡。非极性基为异构烷基时，因为非极性基之间作用力小，在水溶液中活度大，容易起泡，但其稳定性会降低。

当非极性基为芳香基时，因为其分子形状的不规则，如果不掺加稳泡剂，则起泡小，稳泡性差，而且与其他表面活性剂配合性不好。

因为混凝土是高碱高盐的复杂体系，体系中除此之外气液界面，还存有着气-固、液-固界面，表面活性剂在混凝土中所表现出来的性质往往与其在水溶液中的性质相差很大。