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混凝土引氣劑原理與應用
發布時間:2015-8-14 閱讀:2884次   打印本頁 || 關閉窗口

混凝土引氣劑基本上都屬于陰離子表面活性劑,其分子結構由憎水基團和親水基團組成,親水基團在分子溶于水解離后會因釋放出陽離子而帶正電荷。

概括起來講,引氣劑的作用機理在于:在混凝土攪拌過程中能使其大量包裹微小的氣泡,而這些微小的氣泡又能穩定地存在于混凝土體內。
  具體地分析,引氣劑的作用機理包括以下方面:
1) 界面活性作用
  不加引氣劑時,攪拌混凝土過程中,也會裹入一定量的氣泡。但是當加入引氣劑后,在水泥-水-空氣體系中,引氣劑分子很快吸附在各相界面上。在水泥-水界面上,形成憎水基指向水泥顆粒,而親水基指向水的單分子(或多分子)定向吸附膜;在氣泡膜(也即水-氣界面)上,形成憎水基指向空氣,而親水基指向水的定向吸附層。由于表面活性劑的吸附作用,大大降低了整個體系的自由能,使得在攪拌過程中,容易引入小氣泡。
2) 起泡作用
  泡可分為氣泡、泡沫和溶膠性氣泡三種。混凝土中的泡屬于溶膠性氣泡。
  清凈的水不會起泡,即使在劇烈攪動或振蕩作用下,使水中卷入攪成細碎的小氣泡而混濁,但靜置后,氣泡立即上浮而破滅。但是當水中加入引氣劑(比如洗衣粉)后,經過振蕩或攪動,便引入大量氣泡。其原因是:液體表面具有自動縮小的趨勢,而起泡是一種界面面積大量增加的過程,在表面張力不變的情況下,必然導致體系自由能大大增加,是熱力學不穩定的系統,會導致氣泡縮小、破滅。但在引氣劑存在的情況下,由于它能吸附到氣-液界面上,降低了界面能,即降低了表面張力,因而使起泡較容易。
3)穩泡作用
  通過試驗發現,將有些表面活性劑加入混凝土中,在攪拌過程中也能引入大量微小氣泡,但是當將混凝土靜置一定時間,或經過運輸、裝卸、澆注后,混凝土的含氣量卻大大下降,大部分氣泡都溢出消失了,而引氣劑則不同,摻入后,不但能使混凝土在攪拌過程中引入大量微小氣泡,而且這些氣泡能較穩定地存在,這是使硬化混凝土中存在一定結構的氣孔的重要保證。
   研究表明,氣泡的穩定與靜表面張力并非簡單的關系,還取決于一些其它的條件,包括在氣泡周圍形成有一定機械強度和彈性的膜、要有適當的膜表面粘度、適當的液相介質粘度、使泡膜不易流失、泡膜動電電位提高等,對于混凝土這樣的多項系統,情況就更復雜了。
由于上述作用,使得摻加引氣劑的混凝土在攪拌過程中所形成的氣泡大小均勻(20-1000μm),遷移速度小,且相互聚并的可能性也很小,基本上都能穩定地存在與混凝土體內。
  還有一項試驗數據,也能夠幫助說明摻加引氣劑混凝土中引入的氣泡的穩定性:一些陰離子引氣劑在含鈣量高的水泥漿溶液中有鈣鹽沉淀,當微細的水泥顆粒周圍和氣泡膜上的這種沉淀物濃度適當時,能防止氣泡破滅。


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