淺談橋梁施工中混凝土含氣量的理解與測(cè)定
[摘要]：在混凝土的生產(chǎn)過(guò)程中，摻配適量高效引氣減水劑適當(dāng)提高混凝土含氣量，能有效的提高新拌混凝土的工作性能、顯著降低混凝土離析、泌水現(xiàn)象.
關(guān)鍵詞：混凝土，含氣量
橋梁施工過(guò)程中當(dāng)最低氣溫達(dá)到-22℃時(shí)就屬屬寒冷地區(qū)，設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求很高，因此按1%摻配聚羧酸系高效減水劑，該減水劑自具有引氣功能，通過(guò)引入含氣量可提高混凝土的抗凍性及耐久性。引入含氣量會(huì)使壓強(qiáng)度有所損失，因此采用水泥用量保持不變，降低水灰比來(lái)補(bǔ)償所造成的抗壓強(qiáng)度的損失。
一、混凝土中含氣量的主要作用
混凝土中引氣劑產(chǎn)生的氣泡不由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生，活性的表面膜在拌和過(guò)程中引入空氣，可以有效地提高混凝土的彎拉強(qiáng)度及抗拉強(qiáng)度，減小干縮和溫度收縮變形量，有利于結(jié)構(gòu)改善抗裂性，減少微裂縫的數(shù)量；同時(shí)能有效地改善混凝土的勻質(zhì)性和提高抗?jié)B性，改善了結(jié)構(gòu)表面外觀和密實(shí)度。有效改善處于冰鹽腐蝕、海水和水環(huán)境中的混凝土結(jié)構(gòu)抗冰凍性及抗鹽凍性能。特別是結(jié)構(gòu)表面混凝土的密實(shí)度、抗?jié)B性的提高和微裂縫數(shù)量的減少，對(duì)提高其抗凍性及抗動(dòng)載性能起到非常重要的作用。
然而，混凝土若未加引氣劑時(shí)，有約0.5%～2%的含氣量。這種氣泡大小很不均勻，形狀也不規(guī)則，很容易破裂，對(duì)強(qiáng)度有害。
下面詳細(xì)說(shuō)明一下混凝土中含氣量的主要作用：
1、混凝土中引氣劑所引的氣泡只能存在于水泥凈漿中，可使凈漿和總體積大大增加，使貧水泥混凝土變?yōu)楦凰疂{混凝土，所以混凝土中的含氣量能經(jīng)濟(jì)有效地改善和易性及粘聚力，能提高骨料之間潤(rùn)滑作用，從而提高結(jié)構(gòu)勻質(zhì)性及密實(shí)度。
2、微小氣泡有一定機(jī)械強(qiáng)度，帶有相同電性的微小氣泡相互排斥，因此，大量的微小氣泡能夠穩(wěn)定、均勻地分布于混凝土中，起著氣體滾珠軸承作用，減小水泥顆粒間的摩擦，進(jìn)一步提高了混凝土的工作性，表現(xiàn)出一定的減水作用�；炷林泻瑲饬棵吭黾�1%大約可增加坍落度2.5cm，含氣量增加1%相當(dāng)于單方用水量增加3%。
3、冬期施工時(shí)，如果拌和物中的液態(tài)水在水化作用還未充分進(jìn)行時(shí)即受凍結(jié)冰，那么水泥的水化作用也基本停止，強(qiáng)度就不再增長(zhǎng)。當(dāng)水變成冰后，體積增大，同時(shí)產(chǎn)生約250Mpa的冰脹應(yīng)力。這個(gè)應(yīng)力值常常大于水泥石內(nèi)部形成的初期強(qiáng)度值，使混凝土受到不同程度的損壞而降低強(qiáng)度。微細(xì)的氣泡能夠有效的分散水泥顆粒，從而增大水泥水化面積，提高水泥的功效，促進(jìn)水化反應(yīng)。與此同時(shí)微細(xì)的氣泡能夠緩解自由水受凍結(jié)所產(chǎn)生的膨脹應(yīng)力，改善了混凝土的耐久性能。最佳含氣量的情況下，混凝土抗凍融循環(huán)破壞的能力可提高10倍以上。
4、這些微細(xì)的氣泡充實(shí)了硬化后混凝土內(nèi)部的孔隙，隔斷了內(nèi)部的毛細(xì)管通道，阻礙了混凝土的吸水性和滲水作用。提高了混凝土抗摻性能，在相同配合比條件下，摻入引氣型外加劑的混凝土可提高2～4級(jí)抗?jié)B等級(jí)。
5、當(dāng)含氣量在3～4％以內(nèi)時(shí)，形成氣泡占用了本來(lái)聚集在界面的水分，使界面孔減少，界面結(jié)構(gòu)改善，增強(qiáng)了界面抗拉能力。當(dāng)含氣量在4～5％時(shí)混凝土漿體內(nèi)部氣泡間距系數(shù)最佳，漿體的抗拉強(qiáng)度改善，提高了混凝土抗折強(qiáng)度。相反當(dāng)含氣量過(guò)大時(shí)(＞6.O％)，混凝土內(nèi)部氣體含量增多，氣泡在界面區(qū)富積，削弱了界面結(jié)構(gòu)的抗拉能力，同時(shí)大量的氣泡也降低了混凝土的密實(shí)性，導(dǎo)致強(qiáng)度有所下降。因此混凝土處在最佳含氣量時(shí)，可提高抗拉、抗折強(qiáng)度。最佳含氣量及其允許誤差應(yīng)根據(jù)粗集料最大粒徑、有無(wú)抗凍性要求、有無(wú)抗鹽凍性要求采用。。。
二、影響混凝土含氣量的因素
混凝土施工中影響混凝土含氣量的因素如下：
1、原材料對(duì)混凝土含氣量的影響是決定性的：
�、牌渲兴嗥贩N的影響較強(qiáng)，粉煤灰、礦渣、火山灰水泥比普通水泥、硅酸鹽水泥含氣量小，高堿水泥含氣量大；水泥用量增大，含氣量增大。如同時(shí)摻粉煤灰摻合料時(shí)，引氣劑摻量需成倍增大，方可達(dá)到規(guī)定含氣量；水泥細(xì)度對(duì)混凝土含氣量也是有影響的。
�、品勖夯抑杏绊懽畲蟮氖菬Я�，由于（焦）碳的強(qiáng)吸附性，燒失量越大，粉煤灰等級(jí)越低，引氣劑摻量應(yīng)越大。礦渣摻合料也明顯降低含氣量，但沒(méi)有粉煤灰顯著。
�、腔旌喜钠贩N、用量，骨料和類型、最大粒徑及級(jí)配，水的硬度，與其復(fù)合使用的外加劑品種。
另外，施工條件方面如攪拌機(jī)和類型、狀態(tài)、攪拌量、攪拌速度、持續(xù)時(shí)間、振搗方式以及環(huán)境溫度等。
因此應(yīng)根據(jù)這些情況的變化增減引氣劑和摻量。在任何情況下，均應(yīng)采用現(xiàn)場(chǎng)的材料和配合比，與現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境相同的條件下進(jìn)行試拌試驗(yàn)。同時(shí)應(yīng)注意由于含氣量增大而引起混凝土拌合物體積的增大，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)混凝土表觀密度或含氣量來(lái)調(diào)整配合比，以避免每立方米混凝土中水泥用量不足。
三、引氣劑混凝土施工應(yīng)注意以下事項(xiàng)：
1、引氣劑混凝土的攪拌。冬季日平均氣溫高于－5℃或極限最低氣溫高于－10℃施工混凝土的拌合必須采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)計(jì)量的強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌和。其一盤(pán)攪拌的裝料量不宜超過(guò)額定攪拌容量的85％。因?yàn)榛炷涟韬衔锏暮瑲饬坎皇亲陨模窃跀嚢柽^(guò)程中，通過(guò)引氣劑這種表面活性劑將空氣裹攜進(jìn)拌合物中的。因此，當(dāng)攪拌機(jī)裝料量滿載時(shí)將不能提供足夠的裹攜氣泡空間，則不能引進(jìn)足夠的含氣量。摻引氣劑混凝土的含氣量隨攪拌時(shí)間的加長(zhǎng)，開(kāi)始1～2min是上升的，至3～5min時(shí)增至含氣量最大值，再延長(zhǎng)攪拌時(shí)間，含氣量反而會(huì)略下降，所以，總拌和時(shí)間應(yīng)選定在含氣量最大時(shí)，一般控制在3～5min比較適當(dāng)。在含氣量基本不再增大時(shí)，應(yīng)停止攪拌。
2、引氣劑混凝土的振搗�；炷恋暮瑲饬侩S著振搗時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，并隨著振動(dòng)頻率提高或振搗時(shí)間的延長(zhǎng)而損失增大。因此引氣劑混凝土的振搗時(shí)間不宜超過(guò)20s，對(duì)形狀復(fù)雜或鋼筋密布的混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，由于難以振搗，振搗時(shí)間可適當(dāng)延長(zhǎng)，但不宜超過(guò)35s，同時(shí)要保證混凝土的密實(shí)度。既不能過(guò)振導(dǎo)致含氣量損失過(guò)大，又不能欠振造成混凝土不密實(shí)，影響混凝土強(qiáng)度。
3、當(dāng)原材料、配合比、攪拌時(shí)間、運(yùn)輸距離、氣溫等條件變化時(shí)，應(yīng)微調(diào)引氣型外加劑的摻量，保證混凝土含氣量基本穩(wěn)定。伴合物應(yīng)始終保持良好的工作性和可操作性，以滿足規(guī)定的密實(shí)要求及外觀質(zhì)量。
四、混凝土含氣量的測(cè)定
施工完成后混凝土結(jié)構(gòu)含氣量的測(cè)定。
引氣劑引入混凝土中的氣泡尺寸大致在30～250μm之間，是眼睛不可見(jiàn)的氣泡，只有在光學(xué)顯微鏡下放大500倍以才能看到。氣泡尺寸、分布、級(jí)配可通過(guò)混凝土切片用氣孔顯微鏡進(jìn)行測(cè)定.
4結(jié)論
隨著近年來(lái)我國(guó)公路橋梁工程快速發(fā)展，對(duì)混凝土的性能要求也越來(lái)越高，在當(dāng)前建設(shè)項(xiàng)目中，合理的應(yīng)用高效引氣減水劑控制混凝土中的含氣量可以改善混凝土物理、力學(xué)性能，提高混凝土構(gòu)造物耐久性，對(duì)延長(zhǎng)混凝土構(gòu)造物使用壽命是十分有利的。為了節(jié)約國(guó)家資源，希望從事本領(lǐng)域的技術(shù)人員們對(duì)提高混凝土的各項(xiàng)能共同討論，共同總結(jié)。
