引氣劑對硫鋁酸鹽水泥基混凝土性能影響的試驗研究

吳艷青

（山東華森興隆混凝土有限公司，山東 濟南 250000）

0 前言

硫鋁酸鹽水泥基混凝土具有快硬、早強、抗凍、抗滲、微膨脹及耐蝕性，其在寒冷地區、鹽堿地區及水工工程中具有獨特的優勢。劉向楠和唐光強等[1-3]針對新疆南疆部分干旱多鹽堿地區或其它特殊地區，使用水泥抗硫酸鹽侵蝕試驗方法，研究水灰比、侵蝕溶液濃度、侵蝕齡期等對硫鋁酸鹽水泥混凝土抗硫酸鹽侵蝕能力的影響。李方元等[4-6]通過制配水灰比為 0.3、0.4、0.5 的硫鋁酸鹽水泥膠砂試件進行長達 2 年的高濃度（SO2-420250mg/L）硫酸鹽侵蝕實驗。羅兆輝等[7-9]將改性聚丙烯纖維摻加到水池結構的混凝土中，研究改進聚丙烯纖維對水泥基混凝土的抗滲機理及性能特點。

本文研究了引氣劑對硫鋁酸鹽水泥基高性能混凝土性能（抗壓強度和抗滲性等性能）的影響，以便為硫鋁酸鹽水泥在工程中應用提供一定的技術指導。

1 試驗材料與試驗儀器、試驗方案

1.1 試驗材料

河南省鄭州市硫鋁酸鹽水泥（R·SAC42.5）；山東濟南濟鋼 S95 級礦渣；山東濟南黃臺電廠Ⅱ級粉煤灰；山東泰安黃沙，細度模數為 2.7，含泥量 1.3%；濟南章丘某石料廠 5～25mm 連續級配碎石。其硫鋁酸鹽水泥、礦渣和粉煤灰的化學成分見表1 所示。

1.2 試驗儀器

混凝土攪拌機、混凝土振動臺、抗壓強度試件試模、抗滲性試件試模、萬能實驗壓力機、全自動抗滲儀，等等。

1.3 試驗方案

本文主要研究了引氣劑對高流態硫鋁酸鹽水泥基高性能混凝土的力學性能、耐久性（抗滲性）的影響。其試驗設計方案與混凝土初始坍落度見表2。

2 試驗結果與分析

2.1 引氣劑對硫鋁酸鹽水泥基混凝土抗壓強度的影響

表1 水泥、粉煤灰、礦渣的化學成分 %

表2 試驗方案及初始坍落度

圖1 是無摻合料和復摻 20% 摻合料，引氣劑對硫鋁酸鹽水泥基混凝土抗壓強度影響的試驗結果。

從圖1 中可以看出：在硫鋁酸鹽水泥基混凝土中，不論是否加入礦物摻合料，當摻入引氣劑后其硫鋁酸鹽水泥基混凝土早期和后期抗壓強度都會降低，且摻量越高降低就越明顯。這是因為：由于引氣劑的加入，使新拌混凝土中引入部分氣泡，硬化后漿體中的凝膠孔和毛細孔、以及總孔隙率都將增大，從而使混凝土內部結構松疏，導致其混凝土抗壓強度降低。

圖1 引氣劑摻量混凝土抗壓強度的影響

2.2 引氣劑對硫鋁酸鹽水泥基混凝土抗滲性的影響

表3 和圖2 是引氣劑對硫鋁酸鹽水泥基混凝土抗滲性能影響的試驗結果。

從表3 和圖2 中可以看出：在硫鋁酸鹽水泥基混凝土中，不論是否加入摻合料，當加入引氣劑后，其硫鋁酸鹽水泥基混凝土滲水高度和滲透系數都增大，即抗滲性能下降，且摻量越高其抗滲性能下降越明顯。這是因為：由于引氣劑的加入，使硫鋁酸鹽水泥基混凝土引入部分凝膠孔和毛細孔，導致其混凝土內部結構密實性降低，從而降低其抗滲性。但硫鋁酸鹽水泥基混凝土滲水高度和滲透系數變化不大，基本都能工程實際要求的需要，即引氣劑的加入，對硫鋁酸鹽水泥基混凝土抗滲性能影響不大。

表3 引氣劑對混凝土抗滲性能的影響

圖2 引氣劑摻量對混凝土抗滲性能的影響

3 結論

（1）硫鋁酸鹽水泥基混凝土抗壓強度隨著引氣劑摻量的增加，其混凝土早期和后期強度都隨著下降，即引氣劑摻量越大其抗壓強度越低。

（2）硫鋁酸鹽水泥基混凝土抗滲性隨著引氣劑摻量的增大而逐漸下降，即水灰比越大滲水高度越大，抗滲性越差；但是，引氣劑的加入，其滲水高度和滲透系數變化不大，基本都能滿足工程實際的需求，即引氣劑的加入，對硫鋁酸鹽水泥基混凝土抗滲性能影響不大。