新拌混凝土和硬化混凝土气泡参数研究

摘要

冻融破坏是寒冷和严寒地区混凝土结构的主要破坏形式，引气是解决混凝土冻融破坏最为有效的技术途径。通过检测硬化混凝土中引入气泡的特征参数来表征混凝土抗冻性能已被纳入规范，但并没有摆脱快冻法和慢冻法所具有的滞后性和不适用现场的约束。鉴于此，本文创新性地选择新拌混凝土为研究对象，系统研究了影响新拌混凝土气泡分析法的关键参数，并以耐久性指数为基准，对比研究了新拌混凝土与硬化混凝土气泡参数之间的相关关系。主要结论如下：
　　 ①研究验证了一种新拌混凝土气泡参数测试的新方法一气泡分析法(Air-VoidAnalyzer，AVA)，AVA法可于30min内测出新拌混凝土的含气量、气泡间距系数、气泡比表面积和气泡孔径分布，该方法可用于混凝土抗冻性与引气剂质量的快速评价。
　　 ②研究确定了影响新拌混凝土气泡分析法测试的重要参数，即取样时间和分析液粘度。混凝土取样时间以1小时至初凝前为宜；标准分析液的粘度以75～110mPa·s为宜，标准分析液可以使用丙三醇与乙二醇复配溶液(丙三醇：乙二醇=1:1.36)代替。
　　 ③随着含气量的增加，新拌混凝土和硬化混凝土气泡间距系数先减小后增大，比表面积先增大后减小。含气量相当时，随着坍落度的增加，混凝土体系粘度逐渐降低，导致新拌混凝土和硬化混凝土气泡间距系数先减小后增大，比表面积先增大后减小。由于矿物掺和料的“微集料效应”对粉体颗粒级配的优化，使新拌混凝土气泡间距系数降低，但对硬化混凝土气泡参数影响效果不大。含气量和坍落度相当条件下，掺入可引入微小气泡的引气剂可降低新拌混凝土和硬化混凝土气泡间距系数，提高比表面积。
　　 ④揭示了新拌混凝土和硬化混凝土气泡参数之间的关系。新拌混凝土和硬化混凝土含气量有较好的线性相关性，56d硬化体含气量与AVA法测试的含气量小于压力法测试的含气量。新拌混凝土和硬化混凝土气泡间距系数有较好的线性相关性，相关系数为0.731，但新拌混凝土与硬化混凝土气泡比表面积的相关性较差。
　　 ⑤提出了基于耐久性指数的混凝土气泡参数指标。以混凝土耐久性指数60％为基准，硬化混凝土含气量宜为4％-7％，气泡间距系数宜小于300μm，采用AVA仪测试新拌混凝土含气量宜为2.4％-4.6％，气泡间距系数宜小于360μm。