引气减水剂对砼收缩的影响
宋云昌1 王宝玺1 韩红良1周 群2
（1、浙江五龙化工股份有限公司 2、浙江华威建材有限公司）
[摘要] 掺入引气减水剂的混凝土能明显降低砼泌水率，提高砼的密实性，降低砼收缩，引气减水剂是配制高性能砼的必需材料。
[关键词] 引气减水剂 泌水率 收缩
混凝土在硬化过程中产生体积缩小及自发变形的现象，称为混凝土的收缩。收缩是混凝土的一项主要性能，收缩增大引起的裂缝会影响混凝土的耐久性，因此减少混凝土内部过多的游离水和提高胶凝体的密实性是减少混凝土收缩的关键。随着21世纪高性能混凝土技术的发展，高性能混凝土的研究推动了引气减水剂的发展，因此研究引气减水剂对混凝土收缩产生的影响，是我们这次试验的目的，试验主要依据《混凝土外加剂》GB8076-1997国家标准。
一、原材料及试验方法
试验采用安徽海螺水泥厂P.042.5级水泥，混凝土试验采用中砂，细度模数μf=2.6，碎石粒径为5-25mm，试验用水为自来水。外加剂采用浙江五龙化工股份有限公司生产的ZWL-A型缓凝高效在ZWL-A缓凝高效减水剂的基础上外加不同量的引气剂形成了两个不同含气量的外加剂称为A1、A2。
这次混凝土抗压强度试验采用尺寸为100×100×100mm3试块，成型后在标准条件下放置24小时，养护温度为20±3℃，湿度大于90%，按GB8076-1997标准分别测龄期为3d、7d、28d、60d的抗压强度，混凝土收缩试件尺寸为100×100×515mm3，成型后在标准条件下放置24小时，拆模后在标准条件下养护二天测初始长度，然后按GB82-85标准分别测1d、3d、7d、14d、20d、28d、45d、60d、90d、120d的混凝土体积变形。
本次混凝土性能试验采用固定的水泥、砂、石和外加剂用量，以调整用水量使砼坍落度控制在80±10mm范围内，使其较客观地反映出掺外加剂砼的规律。
二、不同含气量减水剂对新拌砼和硬化砼性能的影响
在以萘系高效减水剂为减水组份的泵送剂中引入少量引气剂来提高新拌混凝土的工作性和可泵性，在泵送混凝土中已得到广泛地应用。它是配高性能混凝土发展的必需。为加深对不同含气量引气型减水剂的性能认识，合理应用引气减水剂的功能，提高混凝土耐久性。我们做了以下试验。
1、不同含气量减水剂的匀质性及砼的性能试验
|
外加剂
项目 |
ZWL-A |
A1 |
A2 |
|
匀质性指标 |
含固量% |
36.7 |
38.9 |
39.3 |
|
CLˉ含量% |
0.14 |
0.4 |
0.4 |
|
Na2So4含量% |
0.07 |
0.07 |
0.09 |
|
PH值 |
8.3 |
5.5 |
5.4 |
|
密度 |
1.195 |
1.197 |
1.20 |
|
水泥净浆流动度mm |
221 |
205 |
203 |
|
新拌砼性能 |
坍落度cm |
7.5 |
8.0 |
8.5 |
|
凝结时间差min |
初凝 |
9:13 |
8:55 |
8:24 |
|
终凝 |
12:17 |
11:42 |
11:05 |
|
减水率（%） |
15.4 |
13.6 |
12.3 |
|
含气量（%） |
2.5 |
3.6 |
4.5 |
|
泌水率比% |
62.5 |
60.2 |
58.7 |
|
硬化性能 |
抗压强度（Mpa）抗压强度比% |
3d |
19.0 |
100 |
18.5 |
97.4 |
18.2 |
95.8 |
|
7d |
32.5 |
100 |
30.1 |
92.6 |
27.4 |
84.3 |
|
28d |
48.1 |
100 |
43.8 |
91.1 |
37.9 |
78.8 |
|
60d |
50.5 |
100 |
44.5 |
88.1 |
40.1 |
79.4 |
不同含气量减水剂的抗压强度曲线（图一）
2、不同含气量引气减水剂收缩的影响（表二）
|
外加剂
龄期 |
空 白 |
ZWL-A型 |
A1 |
A2 |
|
收缩率（10-6） |
收缩率比% |
收缩率（10-6） |
收缩率比% |
收缩率（10-6） |
收缩率比% |
收缩率（10-6） |
收缩率比% |
|
1d |
21.4 |
— |
21.5 |
100.5 |
22.2 |
103.7 |
22.4 |
104.7 |
|
3d |
42.7 |
— |
42.8 |
100.2 |
44.3 |
103.7 |
44.8 |
104.9 |
|
7d |
85.5 |
— |
81.2 |
95.0 |
90.6 |
106.0 |
90.1 |
105.4 |
|
14d |
167.3 |
— |
150 |
89.7 |
162.0 |
96.8 |
159.1 |
95.1 |
|
20d |
238.4 |
— |
200 |
83.9 |
240.7 |
101.0 |
242.5 |
101.7 |
|
28d |
268.7 |
— |
235.7 |
87.7 |
270.1 |
100.5 |
278.2 |
103.5 |
|
45d |
323.2 |
— |
285.2 |
88.2 |
330.2 |
102.2 |
343.0 |
106.1 |
|
60d |
414 |
— |
349.9 |
84.5 |
420.7 |
101.6 |
428.1 |
103.4 |
|
90d |
441.1 |
— |
407.1 |
92.3 |
462.1 |
104.8 |
470.5 |
106.7 |
|
120d |
477.6 |
— |
457.1 |
95.7 |
491.9 |
103.0 |
499.1 |
104.5 |
从试验数据看：
1、泌水率比随混凝土含气量的增大而下降。掺不同含气量的引气减水剂的混凝土与基准混凝土相比能较大幅度地降低混凝土的泌水率，当掺入ZWL-A型缓凝高效减水剂含气量为2.5%，泌水率比下降37.5%，当掺入A1时，混凝土中含气量为3.6%，泌水率比下降39.8%。当掺入A2时，混凝土含气量达4.5%，泌水率比下降41.3%对新拌混凝土而言，减少混凝土拌合物的泌水离析，能明显改善混凝土的匀质性和施工性。。低泌水率的混凝土可减少混凝土内部游离水的蒸发，对提高混凝土的密实性有利。
2、抗压强度随含气量的增加而降低。适量的含气量对混凝土强度影响不大，当混凝土中含气量为3.6%时，3天龄期混凝土抗压强度下降2.6%;7天龄期混凝土抗压强度下降7.4%;28天龄期混凝土抗压强度下降8.9%;60天龄期混凝土抗压强度下降11.9%。
当混凝土中含气量增加4.5%时，3天龄期混凝土抗压强度下降4.2%;7天龄期混凝土抗压强度下降16.7%;28天龄期混凝土抗压强度下降21.2%;60天龄期混凝土抗压强度下降20.6%。
3、掺用引气减水剂虽然引入一定量的空气，但适量的混凝土含气量（2.5%）能抑制砼的收缩变形（表中ZWL-A型缓凝高效减水剂）。随着含气量的提高，收缩略有增大，但从收缩曲线（图二）看，无论早期、中后期混凝土的收缩值与基准砼收缩值相近。
试验结论：引气减水剂能明显降低砼的离析和泌水，提高砼的综合性能，因此，引气减水剂是发展高性能混凝土必备外加剂，也是21世纪外加剂的发展方向；我们南方地区使用引气砼时，引气量可适当少一些，一般可控制在2.5-3%，既能避免强度损失，又能提高砼的综合性能，特别是对抑制砼的开裂十分有利。
