引氣劑的使用可以改善混凝土的耐久性，提高混凝土抗凍、抗?jié)B、抗碳化，日益被重視。特別是在北方地區(qū)，為了提高混凝土的抗凍性能，大都需要摻入引氣型外加劑，其中引氣劑是必要成分之一。
現(xiàn)階段引氣劑品種繁多，性能參差不起，為了更好的應用，引氣劑的研究成為混凝土外加劑領域的一個熱點。
本文通過對不同種類引氣劑對混凝土減水率、含氣量及含氣量1h經(jīng)時變化量、抗壓強度比和抗凍性影響的分析，試圖為大家選擇和應用引氣劑提供依據(jù)。
一、引氣劑的種類
１. 松香皂及松香類
松香與苯酚、硫酸和氫氧化鈉以一定比例加熱條件下制成。目前在國內(nèi)水工混凝土最常用的引氣劑。主要有：松香酸鈉、改性松香熱聚物、松香酸鹽等，研究選用的是改性松香熱聚物。
2. 烷基苯磺酸鹽類
工業(yè)上是用廉價的石油化學制品丙烯為原料，使其聚合成丙烯四聚體，再與苯反應，則得到十二烷基的復雜混合物。主要有：十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉等，研究選用的是十二烷基硫酸鈉。
3. 皂角苷類
皂角苷類引氣劑產(chǎn)品主要用三萜皂甙與少量改性化學物質(zhì)混合而成。它的生產(chǎn)原理主要是利用三萜皂甙易溶于水和乙醇的特性，從植物原料中溶出三萜皂甙成份，然后經(jīng)與殘渣分離、濃縮精制而成。該類引氣劑的氣泡結(jié)構(gòu)較好，產(chǎn)泡半徑較小，因此抗凍指標較高，降低強度相對較小。
4. 木質(zhì)素鹽類
木質(zhì)素鹽類是造紙工業(yè)的副產(chǎn)品，該產(chǎn)品具有減水劑和引氣作用。主要有：木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈣等，研究選用的是木質(zhì)素磺酸鈉。
5. 聚醚多元醇類
該類引氣劑主要與聚羧酸高性能減水劑進行復配應用。
二、試驗
1. 試驗方法
研究中，混凝土配合比和試驗方法參照GB8076-2008《混凝土外加劑》進行試驗。
2. 試驗內(nèi)容
拌合物性能主要包括減水率、含氣量及含氣量1h經(jīng)時變化量，硬化混凝土包括抗壓強度比、200次相對耐久性；以及各引氣劑在混凝土中相同含氣量的抗凍性能。
三、試驗結(jié)果及分析
1. 松香皂及松香類
表1 改性松香熱聚物性能試驗結(jié)果
隨著摻量的增加減水率和含氣量不斷增加，當摻量為0.020%時，減水率為6%達到標準要求；當摻量為0.012%時，含氣量為3.3%達到標準要求，含氣量1h經(jīng)時變化量為-0.7%～-0.9%。隨著混凝土含氣量的增加抗壓強度比不斷降低；當混凝土含氣量小于3%時，抗壓強度比約有增加；當混凝土含氣量3%～5%時，含氣量每提高1%，抗壓強度比降低2%～3%；當混凝土含氣量在5%～8%時，含氣量每提高1%，抗壓強度比降低4%～6%。隨著混凝土含氣量的增加抗凍性先增加后降低；當摻量為0.020%，混凝土含氣量為5.6%，動彈性模量保留值達到最高值，即為92%。
2. 烷基苯磺酸鹽類
表２十二烷基磺酸鈉性能試驗結(jié)果
隨著摻量的增加減水率基本為0，當摻量為0.010%時，減水率也只有1%；隨著摻量的增加含氣量不斷增加，當摻量為0.002%時，含氣量為3.3%達到標準要求，含氣量1h經(jīng)時變化量為-1.0%～-1.5%。
隨著混凝土含氣量的增加抗壓強度比不斷降低；當混凝土含氣量小于3%時，抗壓強度比約有增加；當混凝土含氣量3%～5%時，含氣量每提高1%，抗壓強度比降低2%～3%；當混凝土含氣量在5%～8%時，含氣量每提高1%，抗壓強度比降低5%～6%。隨著混凝土含氣量的增加抗凍性先增加后降低；當摻量為0.006%，混凝土含氣量為5.8%，動彈性模量保留值達到最高值，即為84%。
3. 皂角苷類
表3 三萜皂苷性能試驗結(jié)果
隨著摻量的增加減水率和含氣量不斷增加；當摻量為0.016%時，減水率為6%達到標準要求，含氣量為3.4%達到標準要求，含氣量1h經(jīng)時變化量為-0.3%～-0.6%。隨著混凝土含氣量的增加抗壓強度比不斷降低；當混凝土含氣量小于3%時，抗壓強度比約有增加；當混凝土含氣量3%～5%時，含氣量每提高1%，抗壓強度比降低1%～2%；當混凝土含氣量在5%～8%時，含氣量每提高1%，抗壓強度比降低4%～5%。隨著混凝土含氣量的增加抗凍性先增加后降低；當摻量為0.024%，混凝土含氣量為6.2%，動彈性模量保留值達到最高值，即為95%。
4. 木質(zhì)素鹽類
木質(zhì)素磺酸鈉的試驗結(jié)果詳見表4。隨著摻量的增加減水率、含氣量和凝結(jié)時間差不斷增加，含氣量1h經(jīng)時變化量為-1.3%～-1.7%。隨著摻量的增加抗壓強度比和抗凍性先增加后降低，當摻量達到0.6%凝結(jié)時間差急劇增加，抗壓強度比急劇降低。該類外加劑一般歸納為普通減水劑，達到一定摻量有較強的緩凝效果，在摻量不大于0.4%，抗壓強度比都有明顯提高。
表4 木質(zhì)素磺酸鈉性能試驗結(jié)果
5. 聚醚多元醇類
表5 聚醚多元醇類性能試驗結(jié)果
隨著摻量的增加減水率不斷增加，但都小于標準要求；隨著摻量的增加含氣量不斷增加，當摻量為0.016%時，含氣量為3.3%達到標準要求，含氣量1h經(jīng)時變化量為-0.9%～-1.3%。隨著混凝土含氣量的增加抗壓強度比不斷降低；當混凝土含氣量小于3%時，抗壓強度比約有增加；當混凝土含氣量3%～5%時，含氣量每提高1%，抗壓強度比降低2%～3%；當混凝土含氣量在5%～8%時，含氣量每提高1%，抗壓強度比降低5%～6%。隨著混凝土含氣量的增加抗凍性先增加后降低；當摻量為0.010%，混凝土含氣量為5.4%，動彈性模量保留值達到最高值，即為90%。
6. 抗凍對比試驗
表6 各引氣劑在混凝土相同含氣量試驗結(jié)果
混凝土在相同含氣量下，各引氣劑的摻量由小至大為：十二烷基磺酸鈉、聚醚多元醇類、改性松香熱聚物、三萜皂苷、木質(zhì)素磺酸鈉；混凝土在相同含氣量下，各引氣劑的抗凍性能由低至高為：木質(zhì)素磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、聚醚多元醇類、改性松香熱聚物、三萜皂苷。由此可知，引氣劑摻量最小的是十二烷基磺酸鈉，抗凍性能最優(yōu)的是三萜皂苷。
四、結(jié)論
各種引氣劑對混凝土性能都存在一定差異，其中差異如下：
1）減水率。在引氣劑的合理適用范圍內(nèi)十二烷基苯磺酸鈉基本沒有減水率，聚醚多元醇類的減水率次之，其他品種引氣劑到達一定摻量具有滿足標準要求的減水率。
2）含氣量。在相同含氣量下，各引氣劑的摻量由小至大為：十二烷基磺酸鈉、聚醚多元醇類、改性松香熱聚物、三萜皂苷、木質(zhì)素磺酸鈉；含氣量1h經(jīng)時變化量由小至大為：木質(zhì)素磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、聚醚多元醇類、改性松香熱聚物、三萜皂苷。
3）抗壓強度比。除木質(zhì)素磺酸鈉以外的引氣劑，當含氣量小于3%抗壓強度比約有提高；當含氣量在3%～5%，含氣量每提高1%，抗壓強度比降低1%～3%；當含氣量在5%～8%，含氣量每提高1%，抗壓強度比降低4%～6%。
4）抗凍性。各引氣劑在相同含氣量條件下，混凝土抗凍性由低至高為：木質(zhì)素磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、聚醚多元醇類、改性松香熱聚物、三萜皂苷。
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