一、概述
引氣劑是混凝土外加劑中的一個重要的獨立品種,其主要作用是大大改善與混凝土抗凍耐久性。此外,引氣劑對混凝土施工性能及其他綜合耐久性也有顯著的改善效果。目前國內傳統商品引氣劑主要為松香皂及松香熱聚物型,產品質量均不理想,存在溶解性差、與其他外加劑復合性差、對混凝土強度降低較大:等缺點。
SJ-2型引氣劑是在SJ-1型引氣劑的基本上優化配方,改進生產工藝精制而成的新一代引氣劑,質量比SJ-1型引氣劑有更大的提高,具有水溶性強、與任何其他外加劑復合性好、引人氣泡平均孔徑較小,對混凝土強度降低較小等特點,是一種在國內混凝土工程中極有應用前景的優質引氣劑。
二、產品性能
1.原料及生產工藝; SJ型引氣劑以我國分布極廣的天然野生植物皂英為主要原料,原料來源豐富,成本低,有利于保證產品批量生產和降低成本,具有極強的市場競爭能力。 產品由植物提煉的三布皂試與少量改性物質混合制成。它的生產主要是 利用三暗皂民易溶于水的特性,從原料中溶出有用成份加以分離、濃縮、精制。
2.物理性質和化學組成
?產品有粉狀和液狀兩種。粉狀產品呈褐色,比重約為1.3,水份含量小于5%,水不溶物微量,產品中含有少量揮發份和糖份,但不影響產品質量和使用。液狀產品呈深棕色,不透明,波美度200,固體含量大于15%,沉淀物微量。SJ型引氣劑是一種非離子型表面活性物質,其主要成份有機物三暗皂戒,易溶于水,對酸、堿和硬水有較強的化學穩定性。
3.質量指標
采用鈾環法和滴重(體積)法對產品溶液的表面張力進行測定,結果表明,? 隨著溶液濃度的增大,其表面張力降低,開始時下降幅度較大,隨后逐漸變緩,最終可使溶液表面張力降至40達因/厘米以下。
?按JGJ56-84推薦的機搖法對產品溶液的起泡容量和泡沫穩定性進行穩予 定,結果表明,臼-2型引氣劑具有相當高的起泡能力和泡沫穩定性,并隨溶液再濃度的增大而提高;溶液pH值經測定結果表明,該引氣劑呈弱酸性,其pH值變化范圍約為5-7(見表1)。
表1 SJ-2型引氣劑溶液試驗結果(25℃)
溶液濃度(%) 起泡容量(ml) 5分鐘后泡沫容量(ml) 泡沫穩定性(%） pH值
0.4???????? 52???????????? 47???????????????? 90.4????????? 6.89
0.65??????? 61???????????? 55???????????????? 90.2????????? 6.37
0.8???????? 67???????????? 61???????????????? 91.0????????? 6.01
1.3???????? 73???????????? 69???????????????? 94.5????????? 5.49
產品經南京水利科學研究院材料結構所按我國《混凝土外加劑標準》檢測,結果表明,其各項性能指標均達到國家引氣劑指標一等品。
4.使用性能
(1)摻量與含氣量的關系
混凝土含氣量主要由引氣劑摻量來決定,混凝土拌合物流動性和超塑化劑 的使用對混凝土含氣量也有明顯的影響。SJ-2型引氣劑滿足抗凍混凝土要求含氣量的常規摻量為0.2~0.3%。但是,超塑化劑與SJ-2型引氣劑的復合使用,會引起混凝土含氣量一定程度的損失,如要達到未摻超塑化劑引氣混凝土相同含氣量,則要適當增加引氣劑摻量。混凝土拌合物塌落度(或用水量)對混凝土含氣量也有明顯影響,干硬性或低塑性混凝土拌合物粘度大,使得氣泡的形成較困難,混凝土含氣量較低;大塌落度或流態混凝土拌合物中氣泡聚合逸出的可能性增大,混凝土振動過程中大量氣泡逸出,又使得含氣量急驟下降。
所以,對滿足不同工程混凝土要求的含氣量,SJ-2型引氣劑摻量須通過試驗確定。
(2)與其他外加劑的復合性
?產品水溶性極強,可與任何其他外加劑按任何比例復合使用。
?(3)對混凝土性能的影響
SJ-2型引氣劑對混凝土抗壓強度的降低幅度和國際通用的老牌產品Vin- sol引氣劑大致相同,明顯優于國內傳統引氣劑產品。同等易性條件下,當含氣量低于3%時,混凝土抗壓強度不但沒有下降,還略有提高;含氣量在5%時,增加單位含氣量,混凝土抗壓強度損失率不大于3%。盡管SJ-2型引氣劑對混凝土抗壓強度有所降低,但含氣量不大時(小于5%),混凝土抗折強度非但不降低,反而有所提高,這對于其應用于道路混凝土工程是非常有利的。
除了對混凝土抗凍性和抗鹽凍性具有顯著的改善效果外,試驗研究表明,SJ -2型引氣劑對混凝土其他耐久性也有不可忽視的改善效果。引氣引人的微小氣泡可作為體積膨脹的"緩沖閥",降低和延緩其他物理膨脹(如鹽晶體結晶壓等)和化學反應膨脹(如堿骨料反應和硫酸鹽反應等)引起的混凝土破壞。從表2試驗結果清楚地證實了SJ-2型引氣劑在這方面的顯著效果。當混凝土中引氣量為4.5%時,在20%NaCl溶液中經15次干濕循環后,鹽結壓產生的膨脹率比非引氣混凝土降低約41.3%;按JGJ53-92標準測得的2個月后堿集料反應產生的膨脹率比非引氣混凝土降低約57.0%。
?表2? SJ-2型引氣劑對混凝土抗鹽結晶壓和堿集料反應膨脹破壞的影晌
試驗項目 20%NaCl溶液中干濕循環后的膨脹率(×10-4) 按JGJ53-92標準測得的堿
集料反應的膨脹率(×10-4)
混凝土品種?????????? 10次???? 15次???? 0.5個月?? 2個月
不摻引氣劑?????????? 3.2????? 9.2????? 26.5????? 2.98
引氣量4.5%?????????? 1.8????? 5.4????? 10.0????? 1.28
引氣后膨脹降低率(%)? 43.8???? 41.3???? 62.3????? 57.0
試驗結果同時顯示,引氣也可改善混凝土的抗滲性能,僅從這一點,引氣劑就可提高混凝土的綜合耐久性。
SJ-2型引氣劑能顯著改善新拌混凝土性能,新拌混凝土的和易性、塑性和 內聚性可得到顯著提高,離析和泌水現象可顯著降低。在原材料比例不變的條件下,引氣可以提高混凝土的流動性,而在相同塌落度條件下,引氣可以降低混凝土拌和用水量。另外,引氣還可降低新拌混凝土塌落度損失。
三、適用范圍
?1.用于對混凝土耐久性(特別是抗凍耐久性)要求同的混凝土結構中,如水工、港工及道橋等重要工程;
2.北方撒除冰鹽的混凝土公路、橋梁;
3.對施工和易性要求高的混凝土工程;
4.因其具有極強的水溶性,與其他外加劑具有很強的復合性能,所以是配制泵送劑等其它復合外加劑的重要組成部分。
四、工程應用情況
?隨著人們對引氣劑特性的認識和使用經驗的增長,其用途正在逐步拓寬。 SJ型引氣劑自1989年開始生產、推廣應用以及質量不斷完善,以其獨特的性能迄今已被全國數家混凝土外加劑廠用于生產復合外加劑,先后在廣東深汕高速公路、廣珠高速公路、阿三高速公路集佳路段、江陰長江大橋、蕪湖長江大橋、上海奉浦大橋、云峰水電站、鶴崗火電站、東北蓮花水電站等重大工程中廣泛應用,大大提高了混凝土工程的施工性能和結構耐久性,給國家帶來了不可估量的社會和經濟效益。