浅析混凝土含气量的影响因素-中国期刊网

浅析混凝土含气量的影响因素

颜丙红

江苏常运建材有限公司江苏 210000

摘要：混凝土中适当的含气量对改善混凝土和易性和抗冻耐久性起着重要作用，已成为混凝土抗冻耐久性的重要指标，针对原材料、生产施工对含气量的影响，本文采用配合比试配，生产实践进行理论分析和总结。

前言

我国五十年代，吴中伟首先开发了松香类引气剂，并在水利工程中推广使用，对保证建国初期建设的水利工程混凝土耐久性起了很大作用。随着我国港口的快速建设发展，尤其在北方地区，位于微受冻区，受冻地区、严重受冻地区港口的水位变动区混凝土对混凝土抗冻性能有着严格的耐久性要求，在水运工程规范JTJ_269-96《水运工程混凝土质量控制标准》中明确规定，有抗冻性要求的混凝土中必须掺入适量的引气剂，因此对混凝土中含气量的影响因素，控制措施以及测定成为我们广大技术人员需要解决的首要问题，本文结合了商品混凝土公司试验和工程实践，分析和总结了影响混凝土含气量的影响因素。

工程简介： 日照港岚山港区北作业区一期工程-通用泊位水工工程，码头长740m,泊位宽65m,底高程为-13.4m,护岸4894m。基床开挖整平后安放沉箱（沉箱强度等级为40F300），安放后在沉箱里棱体抛石，抛填后浇筑胸墙混凝土。该地区最冷月份为1月份，月平均气温-1．0℃，历年极端最低气温-14．5℃(1958年1月6日)。胸墙底部标高位于落潮低水位0.5m左右，岚山港潮汐性质属规则半日潮，胸墙分三次浇筑，每次浇筑300-400m³，厚度在1.2m以上，属于大体积混凝土。混凝土浇筑时间控制在四个小时以内，混凝土初凝时间在3小时左右，因此混凝土要求抗冻耐久性良好。技术要求：混凝土设计等级为C35F300，初凝3小时，浇筑现场要求含气量4.5%以上，胸墙无温度裂缝，设计年限100年，浇筑方式为斜皮带输送，坍落度要求100土30mm。

1、配合比的确定和相关试验

1、1原材料情况：水泥：日照京华建材有限公司，P.O42.5（已掺入矿渣20%），比表面积360mm/g,密度3.0g/cm3。

矿粉：山东联盛S95，比表面积440mm2/g。

粉煤灰：日照华能电厂，Ⅱ级低钙灰，烧失量4.5%。

粗骨料：虎山碎石5-25mm，密度2.66g/cm3。

细骨料：岚山河沙，表观密度2.62g/cm3，松散堆积密度1450kg/m3，泥含量1.5%。

外加剂：日照广信建材有限公司，GX-N9引气型高效减水剂，掺量1.8%。

1.2、不同矿物掺和料对混凝土含气量的影响

通过正交法对不同掺量测定混凝土含气量

试配编号	矿粉掺量 %	粉煤灰掺量%	水泥 kg	矿粉 kg	粉煤灰kg	砂 kg	碎石 kg	外加剂kg	水 kg	坍落度mm	含气量%	7天强度 MPa	28天强度 MPa
sp01	45	0	199	162	0	647	1151	6.50	145	150	5.7	29.3	43.8
sp02	35	10	199	126	36	647	1151	6.50	145	145	5.6	28.9	42.1
sp03	25	20	199	90	72	647	1151	6.50	145	120	4.9	26.7	42.3
sp04	15	30	199	54	108	647	1151	6.50	145	95	3.8	25.1	37.6
sp05	0	40	217	0	144	647	1151	6.50	145	95	3.2	22.8	35.2

通过试验可以看出，含气量随着粉煤灰的的掺量增加而降低，当煤灰掺量40%时，含气量明显下降，混凝土和易性变差，而复掺时随着矿粉掺量增加含气量有所增加。粉煤灰影响含气量可以从两方面解释：一、粉煤灰的细集料填充作用；二、含碳量对外加剂的吸附作用。综合以上的试验，考虑的混凝土水化热和抗冻融等要求，配合比选用sp03，混凝土含气量在5%左右，确保浇筑混凝土含气量达到4.5%要求。

1.3、砂率对混凝土含气量的影响

以上sp03配比选用的砂率是36%

下面调整混凝土砂率土2%，测定含气量变化

砂率%	水泥kg	矿粉kg	粉煤灰kg	砂kg	碎石kg	外加剂kg	水kg	坍落度mm	含气量%
34	199	90	72	611	1187	6.50	145	120	4.6
38	199	90	72	683	1115	6.50	145	145	5.3

以上是一定范围内砂率和含气量的关系图

通过对砂率的调整可以看出，随着砂率的增加，含气量有较为明显的增加，含气量增加，混凝土的流动性和包裹性有较为明显改善。砂率的提高增加了浆体的孔隙率，含气量随之增加，因此考虑到砂率的影响，混凝土选用38%砂率满足含气量的要求。

1.4、坍落度对混凝土含气量的影响

由于混凝土浇筑使用了输送带输送，对混凝土的和易性要求不是很高，考虑到混凝土运输到现场坍落度会有一定的损失，现场要求每次浇筑必须测定含气量，因此我们通过外加剂掺量和水胶比不变，调整混凝土浆骨比来提高混凝土的坍落度，并测定含气量有何变化。

浆骨比Vp/Va	水泥 kg	矿粉 kg	粉煤灰 kg	砂 kg	碎石 kg	外加剂 kg	水 kg	坍落度 mm	含气量 %
30/70	184	84	67	703	1147	6.03	134	115	4.6
32/68	199	90	72	683	1115	6.50	145	145	5.3
34/66	213	97	78	663	1083	6.98	155	160	6.1

以上是浆骨比、坍落度与含气量的关系图

通过调整混凝土的浆骨比可以改变混凝土的和易性，含气量随着浆骨比的增加有较明显的增加，当浆骨比30/70时，混凝土的流动性明显下降。提高浆骨比，混凝土的坍落度增大，并减小浆体的粘度，对气泡的引入有利，因此选择合适的浆骨比对混凝土的和易性和耐久性至关重要。

1.5、搅拌时间和运输时间的影响

生产时搅拌时间控制在45s，当时由于赶在潮水上升前浇筑完毕，所以对供料要及时，搅拌站离工地10公里左右，运输时间在25分钟，我们根据这种情况作了以下几组比对试验。

机台搅拌时间s	坍落度 mm	含气量 %	运输时间min	坍落度 mm	含气量 %
25	135	4.5	45min	125	4.3
35	150	5.2	40min	130	4.5
45	165	5.5	50min	135	5.0
60	155	5.7	50min	130	5.2
90	160	5.9	35min	140	5.3

以上是混凝土搅拌时间和含气量的关系图

通过以上试验可以得出，混凝土搅拌时间对含气量的影响很大，在一定范围内随着时间的增加，含气量有所增加，在45s时含气量趋于稳定。因为强烈的机械搅拌产生大量气泡，增加了气液相界面，但是表面自由能也随之增加，气泡稳定性不好。引气剂一般为表面活性剂，掺入引气剂降低了水的表面张力，体系的自由能降低，有利于气泡的稳定，因此合理的搅拌时间对气泡的引入和稳泡有很大影响。为了提高生产效率，我们采用45s的搅拌时间，现场测定含气量均在4.5%以上。

2、结论：

1、含气量随粉煤灰掺量的增加而有所降低，掺量以试验为准。

2、含气量随砂率增加有较大增加。

3、混凝土含气量随着混凝土流动性的增加有所增加。

4、适当的搅拌时间对气泡引入和稳泡非常重要。

5、混凝土需要在规定的时间内浇筑完毕，具体以试验为准。

浅析混凝土含气量的影响因素