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新拌混凝土的和易性對(duì)混凝土的可泵性、施工性能、硬化后的力學(xué)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(shí)際施工中,應(yīng)根據(jù)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(zhì)量。混凝土中氣泡的種類
混凝土振搗前其內(nèi)部含有大量氣泡,主要包括混凝土拌合、運(yùn)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(yùn)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(wěn)定,極易聚合成更大泡徑的氣泡,容易破滅,因此稱之為不穩(wěn)定氣泡。這種由機(jī)械攪拌引入的不穩(wěn)定氣泡無論是對(duì)混凝土的流動(dòng)性,還是對(duì)混凝土硬化后的力學(xué)性能和耐久性都會(huì)產(chǎn)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(dòng)作用。但這些氣泡大小不均勻、形狀不規(guī)則且不穩(wěn)定,隨著運(yùn)輸和振搗的進(jìn)行,往往會(huì)互相聚集匯合成為大氣泡,并終向外溢出到達(dá)混凝土表面形成表觀氣泡,產(chǎn)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(nèi)部形成許多尺寸介于(20-200)um之間且均勻分布的微細(xì)氣泡。這類氣泡表面的液膜比較牢固,從熱力學(xué)的角度講,即液膜的動(dòng)電電位較高,能阻止氣泡聚結(jié),氣泡相對(duì)比較穩(wěn)定,不易破滅。其與減水劑引入的氣泡有本質(zhì)的區(qū)別,對(duì)混凝土的抗?jié)B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(chǎn)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(nèi)部的氣泡,降低混凝土含氣量和內(nèi)部孔隙率,提高混凝土的力學(xué)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(fù)配消泡劑來解決聚羧酸系減水劑引氣量大的問題。
消泡劑,也稱消沫劑,原理有以下幾點(diǎn):
(1)泡沫局部表面張力降低導(dǎo)致泡沫破滅
該種機(jī)理的起源是將高級(jí)醇或植物油撒在泡沫上,當(dāng)其溶入泡沫液,會(huì)顯著降低該處的表面張力。因?yàn)檫@些物質(zhì)一般對(duì)水的溶解度較小,表面張力的降低僅限于泡沫的局部,而泡沫周圍的表面張力幾乎沒有變化。表面張力降低的部分被強(qiáng)烈地向四周牽引、延伸, 破裂。
(2)破壞膜彈性而導(dǎo)致氣泡破滅
消泡劑添加到泡沫體系中,會(huì)向氣液界面擴(kuò)散,使具有穩(wěn)泡作用的表面活性劑難以發(fā)生恢復(fù)膜彈性的能力。
(3)促使液膜排液
消泡劑能促使液膜排液,因而導(dǎo)致氣泡破滅,泡沫排液的速率可以反映泡沫的穩(wěn)定性,添加一種加速泡沫排液的物質(zhì),也可以起到消泡作用。
(4)添加疏水固體顆粒可導(dǎo)致氣泡破滅
在氣泡表面疏水固體顆粒會(huì)吸引表面活性劑的疏水端,使疏水顆粒產(chǎn)生親水性并進(jìn)入水相,從而起到消泡的作用。
(5)增溶助泡表面活性劑可導(dǎo)致氣泡破滅
某些能與溶液充分混合的低分子物質(zhì),可以使氣泡表面活性劑被增溶、使其有效濃度降低。有這種作用的低分子物質(zhì)如辛醇、乙醇、丙醇等醇類,不僅可減少表面層的表面活性劑濃度,而且還會(huì)溶入表面活性劑吸附層,降低表面活性劑分子間的緊密程度,從而減弱了泡沫的穩(wěn)定性。
(6)電解質(zhì)瓦解表面活性劑雙電層
對(duì)于借助泡沫的表面活性劑雙電層互相作用,產(chǎn)生穩(wěn)定性的起泡液,加入普通的電解質(zhì)即可瓦解表面活性劑的雙電層起消泡作用。
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