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新拌混凝土的和易性對混凝土的可泵性、施工性能、硬化后的力學性能及耐久性有非常大的影響,而新拌混凝土的和易性在很大程度上取決于混凝土的含氣量。在實際施工中,應根據工程部位以及混凝土功能的不同,在試配過程中確定混凝土的 含氣量范圍,并加以有效控制,有助于保證混凝土的施工質量。混凝土中氣泡的種類
混凝土振搗前其內部含有大量氣泡,主要包括混凝土拌合、運輸和下料過程中引入的空氣泡、減水劑引入的氣泡以及引氣劑引入的微小氣泡。
(1) 混凝土拌合、運輸和下料過程中引入的空氣泡。這類氣泡泡徑較大,分布不均勻且極不穩定,極易聚合成更大泡徑的氣泡,容易破滅,因此稱之為不穩定氣泡。這種由機械攪拌引入的不穩定氣泡無論是對混凝土的流動性,還是對混凝土硬化后的力學性能和耐久性都會產生不利影響。
(2) 減水劑引入的氣泡。減水劑可引入一定量氣泡,由于相同的電性斥力作用,這些氣泡處于水泥顆粒之間如同滾珠軸承一樣使水泥顆粒分散,從而增加了水泥顆粒間的滑動作用。但這些氣泡大小不均勻、形狀不規則且不穩定,隨著運輸和振搗的進行,往往會互相聚集匯合成為大氣泡,并終向外溢出到達混凝土表面形成表觀氣泡,產生蜂窩麻面缺陷。
(3) 引氣劑引入的氣泡。引氣劑可使混凝土內部形成許多尺寸介于(20-200)um之間且均勻分布的微細氣泡。這類氣泡表面的液膜比較牢固,從熱力學的角度講,即液膜的動電電位較高,能阻止氣泡聚結,氣泡相對比較穩定,不易破滅。其與減水劑引入的氣泡有本質的區別,對混凝土的抗滲性和其它耐久性都是有利的。
消泡劑有利于排除混凝土中的大氣泡。加入消泡劑一方面能在一定程度上混凝土與模板之間的氣泡,有效防止或混凝土表面蜂窩、麻面的產生,使混凝土的表面具有較高的平整度和光澤度。另一方面,消泡劑能大量混凝土內部的氣泡,降低混凝土含氣量和內部孔隙率,提高混凝土的力學性能和耐久性。混凝土中消泡劑主要的是由減水劑引入的氣泡,因此,工程中常常在聚羧酸系減水劑中復配消泡劑來解決聚羧酸系減水劑引氣量大的問題。
橋連-拉伸”機理[13-14]:消泡劑的表面張力遠遠低于液膜的表面張力,消泡劑的液滴得以在液膜表面持續鋪展、深入,泡沫局部液膜繼續變薄,終形成油在水中間的橋連,油相、水相的表面張力相差甚遠,油相在周圍水相不斷地牽引下,拉長變薄,形變超過一定范圍后,液膜被破壞,導致泡沫破裂。“橋連-排濕”機理[15]:向起泡液中加入固體疏水顆粒消泡劑后,消泡劑立即在泡沫體系中分布開來,疏水顆粒固定在泡沫液膜表面,當固體顆粒與液膜之間具有足夠的疏水角,固體顆粒與周圍的液膜有著相反接觸面,成為周圍液膜之間的橋連,終能穿破泡沫液膜,進入到泡沫中去。
因此,聚醚改性硅油消泡劑具備消泡的三個特點:首先基本上不溶于起泡液(溶解的多半有助泡作用);其次表面張力要低于起泡液; 能迅速地分散在起泡液中。只有溶解性小而分散性大的物質,才能成為破泡及抑泡能力較好的消泡劑,以 限度地提高其分散性,達到抑泡、破泡雙強的目的。
3 聚醚改性硅油消破劑的結構特征
目前,聚醚改性硅油是目前生產以及應用多的一類硅油,其通過線型的二甲基硅油主鏈或者側鏈與聚醚鏈相連接聚合而成,是目前市場生產和應用廣泛的改性硅油[16-17]。這種硅油的分子結構中聚醚鏈段中的氧原子,與水作用可以形成氫鍵,從而可溶解在水溶液中;聚硅氧烷鏈段既不親水又不親油,其主鏈上的烴基也不親水。因此,聚醚鏈段和聚硅氧烷鏈段通過硅氫加成反應生成化學鍵連接在一起,形成一種性能獨特的非離子表面活性劑。由于聚醚種類繁多,在加成反應時引入方式變化,就會生成一系列不同的聚醚改性硅油,性能與功能各異,可以滿足多元化市場的需求。
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