摻加引氣劑對混凝土的力學(xué)性能和耐久性均有較大影響，具體如下。
1)對混凝土強(qiáng)度的影響
在混凝土單位水泥用量和坍落度不變的情況下，由于摻入引氣劑或引氣減水劑，一方面，可以增加混凝土的含氣量，另一方面，可減少混凝土的單位用水量，即降低水灰比，因而會(huì)對其強(qiáng)度產(chǎn)生的影響。
從減水的結(jié)果來講，混凝土的強(qiáng)度會(huì)提高，然而，從引氣的角度來講，混凝土的強(qiáng)度一般是下降的(多數(shù)情況如此)。因此，摻加引氣劑或引氣減水劑后對混凝土的強(qiáng)度的影響是兩種作用的綜合結(jié)果。
一般，在水泥用量和坍落度不變的情況下，每增加含氣量1%，28天抗壓強(qiáng)度降低2%-3%；若保持水灰比不變，則每增加含氣量1%，28天抗壓強(qiáng)度降低5%-6%。摻加引氣減水劑，由于減水率較大，混凝土的強(qiáng)度可以不降低或略有提高。
2)對彈性模量的影響
摻加引氣劑或引氣減水劑的混凝土，其彈性模量比不摻者普遍降低，且降低的幅度大于強(qiáng)度的變化幅度。其原因是由于水泥漿體中大量微小氣泡的存在，使?jié){體的彈性模量降低了。
3)對干縮的影響
摻加引氣劑或引氣減水劑對干縮的影響情況是這樣的：引氣作用會(huì)使干縮增大，而減水作用又會(huì)使干縮減小，所以其最終結(jié)果實(shí)際上是兩種作用的綜合作用。
一般來說，摻加引氣劑后，混凝土的干縮會(huì)增加，但增加不多。而摻加引氣減水劑的混凝土，由于減水率較大，其干縮與不摻者基本相當(dāng)。
4)對抗?jié)B性的影響
由于摻加引氣劑或引氣減水劑，使得混凝土用水量減小，泌水沉降率降低，也即硬化漿體中大毛細(xì)孔減少，集料漿體界面結(jié)構(gòu)改善，泌水通道、沉降裂紋減少，另外，引入的氣泡占據(jù)了混凝土中的自由空間，破壞了毛細(xì)管的連通性，這些作用都將會(huì)提高混凝土的抗?jié)B透性。
摻加引氣劑或引氣減水劑等外加劑提高混凝土抗?jié)B性的方法也已應(yīng)用于工程實(shí)踐，并取得較好的效果。
水利科學(xué)研究院等單位的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在相同水灰比條件下，摻引氣劑混凝土的抗?jié)B性比不摻者有所提高；在同坍落度、同水泥用量情況下，摻引氣劑者的抗?jié)B性比不摻者有顯著提高。表4-2是摻加引氣劑對混凝土抗?jié)B性影響的部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
表4-2 含氣量對混凝土抗?jié)B性的影響
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集灰比 |
水灰比 |
砂率 (%) |
含氣量 （%） |
坍落度 (%) |
試件最大不透水壓力值(MPa) |
|
7.1 |
0.75 |
45.0 |
1.3 |
5.5 |
0.13 |
|
4.8 |
10.5 |
0.68 | |||
|
9.5 |
14.6 |
0.82 |
5)抗化學(xué)侵蝕性
與基準(zhǔn)混凝土相比，摻加引氣劑或引氣減水劑的混凝土，由于抗?jié)B性提高和獨(dú)立微氣泡的存在，其抗化學(xué)侵蝕性有提高。但是有關(guān)單位的試驗(yàn)證明，摻引氣劑或引氣減水劑的作用僅表現(xiàn)在使混凝土受化學(xué)介質(zhì)作用的破壞程度減輕，而不存在質(zhì)的變化。影響混凝土抗化學(xué)侵蝕性的最根本的因素是水泥品種、礦物組成和水灰比。
6)抗凍融循環(huán)性能
如果在混凝土中摻加一定量引氣劑或引氣減水劑，則在拌合過程中，混凝土內(nèi)部產(chǎn)生適量微小氣泡，將大大改善混凝土的耐久性，尤其是混凝土的抗凍融循環(huán)性能顯著提高(幾倍甚至幾十倍)，這對延長混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命十分重要。
米倫茲(Mielenz)和鮑威爾斯(Powers)等認(rèn)為，要使混凝土的抗凍融性能良好，氣泡間隔系數(shù)L值最好控制在100-200μm以下。實(shí)驗(yàn)表明，混凝土的含氣量與凍融性能密切相關(guān)。
圖4-2是引氣混凝土的含氣量與耐久性指數(shù)的關(guān)系，可見，當(dāng)混凝土含氣量為3%-6%時(shí)，混凝土有良好的耐久性，而含氣量超過6%時(shí)，耐久性隨含氣量的增大呈下降趨勢?；炷梁瑲饬刻?，其耐久性不但不隨含氣量的增加而提高，反而有下降趨勢，其原因之一，是由于其強(qiáng)度產(chǎn)生了大幅度下降，如圖4-3。表4-3是幾個(gè)國家對引氣混凝土適宜含氣量的推薦值，可供參考。
表4-3 幾個(gè)國家對引氣混凝土適宜含氣量的推薦值
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集料最大粒徑(mm) |
中國港工 |
中國鐵路 |
美國ACI |
美國開墾局 |
英國CP |
德國DIN |
日本土木學(xué)會(huì) |
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15 |
|
|
7 |
|
6 |
>4 |
6 |
|
20 |
5 |
|
6 |
5+1 |
5 |
|
5 |
|
25 |
|
5+1 |
5 |
4.5+1 |
|
|
4.5 |
|
40 |
4.5 |
4+1 |
4.5 |
4+1 |
4 |
>3.5 |
|
|
50 |
|
|
4 |
4+1 |
|
>3 |
3.5 |
|
80 |
3.5 |
3.5+1 |
3.5 |
3.5+1 |
|
|
3 |
|
100 |
|
3+1 |
3 |
3+1 |
|
|
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應(yīng)注意的是，砂漿的含氣量為9%時(shí)，對改善抗凍融循環(huán)性的效果最好。
當(dāng)摻加引氣減水劑時(shí)，由于其同時(shí)較好的減水作用，對混凝土的抗凍融性的改善效果更佳。
使用不同種類的引氣劑，即使在引氣量相同的情況下，由于引入的氣泡的組織，即氣泡大小和分布狀態(tài)不同，其對混凝土抗凍融性的改善效果有差異，如表4-4。
表4-4 摻加不同引氣劑對混凝土抗凍融性的改善效果
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水泥用量(kg/m3) |
引氣劑種類及摻量(%C) |
水灰比 |
含氣量(%) |
凍融25次 |
凍融75次 | |||
|
重量損失(%) |
強(qiáng)度損失(%) |
重量損失(%) |
強(qiáng)度損失(%) | |||||
|
276 |
/ |
0.70 |
1.6 |
11.4 |
65.0 |
潰散 |
潰散 | |
|
松香熱聚物 |
0.004 |
0.65 |
3.7 |
0 |
11.9 |
2.1 |
28.0 | |
|
烷基苯磺酸鈉 |
0.008 |
0.65 |
4.4 |
0.1 |
9.0 |
1.4 |
13.0 | |
