混凝土不僅是多種物質(zhì)的混合物，而且其內(nèi)部也存在著氣、液、固三態(tài)，氣態(tài)含量的多少即是其含氣量?；炷恋暮瑲饬看笮?，對(duì)混凝土的施工性能、強(qiáng)度、耐久性都有很大影響。
一、氣從何來
不摻引氣劑的混凝土，由于攪拌過程中帶入了空氣，使混凝土有1%-2%的含氣量。在這種情況下，帶入的氣泡很不均勻，形狀也不規(guī)則，對(duì)改善混凝土施工性能作用不大，對(duì)提高混凝土的耐久性不會(huì)產(chǎn)生有利的影響。只有摻入適量的引氣劑或引氣減水劑，使混凝土中形成一定數(shù)量、均勻穩(wěn)定的小氣泡（約20-1000微米，大多數(shù)在200微米以下），對(duì)混凝土的施工性能才能有明顯改善，對(duì)混凝土的耐久性才有明顯提高，當(dāng)然隨著含氣量的增加，混凝土的強(qiáng)度會(huì)有不同程度的降低。
在《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB/T 50119-2013標(biāo)準(zhǔn)中，混凝土工程可釆用下列引氣劑：
1、松香熱聚物、松香皂及改性松香皂等松香樹脂類；
2、十二烷基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、石油磺酸鹽等烷基和烷基芳烴磺酸鹽類；
3、脂肪醇聚氧乙烯磺酸鈉、脂肪醇硫酸鈉等脂肪醇磺酸鹽類；
4、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基苯酚聚氧乙烯醚等非離子聚醚類；
5、三萜皂甙等皂甙類;
6、不同品種引氣劑的復(fù)合物。
二、氣有何用
1、和易性：
當(dāng)混凝土中引入大量微小且獨(dú)立的氣泡時(shí)，由于氣泡的滾動(dòng)作用和浮托作用使混凝土和易性和穩(wěn)定性得到大大改善和提高，尤其是在骨料粒形不好的碎石或人工砂混凝土中更為顯著。一般的適宜引氣的混凝土比不引氣的混凝土坍落度會(huì)增加20-40mm，混凝土不宜發(fā)生板結(jié)抓底現(xiàn)象。
2、泌水、沉降分層
混凝土的泌水和沉降與水泥漿的粘度有密切關(guān)系，而水泥漿的粘度又與其微粒對(duì)表面活性劑的吸附及氣泡在粒子表面的附著有關(guān)。由于氣泡的存在，整個(gè)體系的表面積增大，而且這些微小獨(dú)立的氣泡還可以增加混凝土的內(nèi)聚力和均勻性，使混凝土的粘度增大，尤其當(dāng)有將粒子憎水化的陰離子表面活性劑存在時(shí)，由于粒子間的引力增大，使水泥漿的粘度進(jìn)一步增大，同時(shí)氣泡黏附于骨料顆粒表面可減少其下沉趨勢(shì)。氣泡的水膜可以鎖固部分水分，阻斷泌水通道，使自由水不能泌出。這樣，混凝土泌水和沉降分層就減少。
3、減水作用
當(dāng)混凝土坍落度和膠材用量用量固定時(shí)，摻引氣劑或引氣減水劑起到的滾珠作用，可減少單位用水量。一般來說，引氣劑的減水率為7-9%，引氣減水劑的減水率在12-15%。
4、對(duì)強(qiáng)度的影響
隨著混凝土含氣量的增加，混凝土中漿體的孔隙率增加，可導(dǎo)致抗壓強(qiáng)度降低，強(qiáng)度的降低幅度與引入氣泡的大小直接相關(guān)，氣泡越小，對(duì)強(qiáng)度的降低效應(yīng)越小。一般地，在單摻引氣劑時(shí)，與不摻的基準(zhǔn)混凝土相比，膠凝材料用量不變時(shí)，每增加1%含氣量，28天抗壓強(qiáng)度下降2-3%，水膠比不變時(shí)，下降4-6%。摻引氣減水劑時(shí)，由于減水率增大，抗壓強(qiáng)度可以不降低或有所提高。
當(dāng)含氣量一定時(shí)，混凝土抗壓強(qiáng)度的降低還受集料最大粒徑影響，最大粒徑越大，強(qiáng)度降低越小，在貧水泥混凝土中，因引氣劑引起的強(qiáng)度降低可忽略不計(jì)。
由于引入的氣泡可減少混凝土在硬化過程及外部作用下的微裂紋，含氣量對(duì)混凝土抗折強(qiáng)度的影響較小。
5、混凝土收縮
干燥收縮的大小主要取決于混凝土漿體中毛細(xì)水分的散失速度和散失量，對(duì)膠材用量和坍落度固定的混凝土，隨著混凝土含氣量的增加，混凝土用水量有所降低，混凝土中的微小氣泡可一定程度上阻止水分的散失，可以減少混凝土的干燥收縮，但含氣量太大（一般認(rèn)為4%以上）時(shí)，氣泡間隔系數(shù)的降低，反而會(huì)增大毛細(xì)孔自由水的散失，干燥收縮會(huì)明顯增加。
隨著混凝土含氣量的增加，混凝土的熱擴(kuò)散系數(shù)和熱傳導(dǎo)系數(shù)減小，對(duì)混凝土溫度收縮有降低作用。
6、抗?jié)B性
由于引氣作用使混凝土用水量減少，泌水和沉降減少，從而使混凝土中大毛細(xì)孔減少，這樣使混凝土中水分遷移的主要通路減少，即混凝土中最薄弱和易受破壞的部分減少。同時(shí)，大量的微氣泡占據(jù)了混凝土中的自由空間，破壞了毛細(xì)管的連續(xù)性，使得混凝土的抗?jié)B性得到改善。
7、抗凍性
混凝土內(nèi)孔隙自由水的存在是混凝土產(chǎn)生凍融破壞的原因，孔隙水中的自由水反復(fù)凍融，對(duì)孔隙壁不斷產(chǎn)生壓力，最終使混凝土脹裂。引氣可使混凝土中均勻穩(wěn)定地分布微小、獨(dú)立的封閉氣泡，當(dāng)孔隙內(nèi)自由水凍結(jié)時(shí)，氣泡被壓縮，融解時(shí)，這些氣泡可以恢復(fù)原狀，可大為減輕冰凍給孔隙帶來的脹壓力。使混凝土獲得很高的抗凍性能。這其中混凝土中氣泡的大小和間距系數(shù)很關(guān)鍵，只有微小的（通常認(rèn)為直徑小于0.1mm的）、獨(dú)立不連通（通常認(rèn)為氣泡間距0.2mm左右）的氣泡才對(duì)抗凍性有利，大的、連通的氣泡反而對(duì)混凝土抗凍性有害。一般地，摻引氣劑或引氣減水劑可使混凝土抗凍性提高幾倍甚至十幾倍。當(dāng)混凝土含氣量為3-6%時(shí)有較好的抗凍性。
三、影響因素
1、引氣劑或引氣減水劑的種類與摻量
不同種類的引氣劑或引氣減水劑對(duì)混凝土引氣量的影響不一樣，但都在一定范圍內(nèi)，隨著摻量增加而增大。通常高級(jí)直鏈表面活性劑（如十二烷基硫酸鈉）有很好的起泡能力，但氣泡穩(wěn)定性差，形狀不規(guī)則，多呈多面體，非離子型表面活性劑氣泡穩(wěn)定性差，引氣效果不好。皂類表面活性劑起泡能力和穩(wěn)定性都很好。
2、混凝土的組成材料及配合比
水泥品種與細(xì)度：相同的外加劑對(duì)礦渣水泥和粉煤灰水泥的引氣量小一些，水泥的細(xì)度越細(xì)，引氣量越小。
粉煤灰：粉煤灰對(duì)表面活性劑有較強(qiáng)的吸附作用，因此混凝土摻粉煤灰后，引氣劑的摻量要加大。
集料的種類與最大粒徑：卵石混凝土的含氣量一般大于碎石混凝土的含氣量，采用天然砂的混凝土含氣量大于人工砂混凝土含氣量。粗集料最大粒徑越大，引氣劑在相同摻量下引氣量越小。最大粒徑40mm碎石混凝土的含氣量比20mm的小1%-2%，比10mm的小2.5%-4%。細(xì)集料粒徑在0.15-0.59之間時(shí)使砂漿中引入的空氣量較大。
拌合水：在相同引氣劑摻量下，拌合水量增加，引氣量增加，水的硬度增加，混凝土含氣量減少。
砂率：當(dāng)砂率減少時(shí)，混凝土含氣量減少，減少程度與摻加引氣劑與否無關(guān)。
水膠比：一般地，相同引氣劑摻量會(huì)造成混凝土含氣量隨水膠比變大而變大。
3、新拌混凝土狀態(tài)
為了引入所需的空氣量，坍落度越大，引氣劑摻量越小，也就是說，同樣的引氣劑用量，隨著混凝土坍落度的增加，含氣量會(huì)明顯變大。
4、拌合條件
當(dāng)攪拌機(jī)攪拌量從攪拌能力的40%增加到100%時(shí)，混凝土含氣量明顯增加。在一定的時(shí)間范圍內(nèi)，混凝土的含氣量隨混凝土攪拌時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，超過這個(gè)范圍，含氣量反而減少，這個(gè)時(shí)間范圍和混凝土原材料質(zhì)量以及配合比、攪拌機(jī)性能有關(guān)，應(yīng)通過試驗(yàn)對(duì)比取得。
拌合溫度增高10度，含氣量減少20%到30%。
5、澆灌條件
運(yùn)輸放置時(shí)間越長(zhǎng)，含氣量損失越大；混凝土振搗時(shí)間越長(zhǎng)，含氣量減少越多，而且在混凝土內(nèi)部的振搗比在混凝土外部震動(dòng)含氣量下降的多。在泵送作用下，含氣量會(huì)降低。
四、如何控制
1、選擇品質(zhì)好的引氣劑保證有效引氣
從引氣對(duì)混凝土性能的影響可以看出，引氣對(duì)混凝土的施工性能、耐久性能非常有利，但對(duì)力學(xué)性能有降低，而且有利作用的發(fā)揮，得益于引入的氣泡是微小的、獨(dú)立封閉不連通的氣泡，大氣泡、連通的氣泡對(duì)混凝土并不有利。因此在控制混凝土含氣量時(shí)，要選擇引氣穩(wěn)定，引入氣泡較小、對(duì)混凝土強(qiáng)度降低小的引氣劑材料。
2、監(jiān)控引氣劑的相容性與混凝土原材料、生產(chǎn)的穩(wěn)定性
從混凝土含氣量的影響因素可以看到，同一種引氣劑即使在相同的摻量下，由于引氣劑與其他材料的相容性問題及材料的質(zhì)量波動(dòng)和生產(chǎn)施工過程的波動(dòng)，引起量會(huì)發(fā)生較大的變化。因此，對(duì)于添加有引氣劑的混凝土，一方面要求監(jiān)控引氣劑與各種原材料的相容性，不發(fā)生引起量的突變，例如，引氣劑與減水劑、早強(qiáng)劑、緩凝劑、防凍劑等復(fù)合使用時(shí)，如產(chǎn)生絮凝或沉淀等現(xiàn)象，應(yīng)分別配制溶液，并應(yīng)分別加入攪拌機(jī)內(nèi)。另一方面要加強(qiáng)混凝土原材料的穩(wěn)定性控制以及混凝土攪拌、運(yùn)輸、澆筑等施工環(huán)節(jié)的穩(wěn)定性控制，在混凝土的生產(chǎn)與施工過程中，嚴(yán)格按照規(guī)范要求檢測(cè)混凝土含氣量。當(dāng)混凝土原材料、施工配合比或施工條件變化時(shí)，引氣劑或引氣減水劑的摻量應(yīng)重新試驗(yàn)并確定。
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