引氣劑與引氣減水劑

第五章引氣劑及引氣劑，5.1引氣劑類型及化學特性5.2引氣劑5.3引氣劑5.4引氣劑及引氣劑工程應用，1938年美國引氣劑延伸高速公路應用1942年美國引氣混凝土施工規(guī)范1948年廣泛應用：1950年開始，松香熱聚合物、松木肥皂、復合多功能產(chǎn)品。最近幾年：引氣制的領導是日本。5.1空氣緩凝劑的種類和化學性質(zhì)，表面活性劑，負離子，陽離子，非離子，兩性離子，5.1.1松香空氣助燃劑，特點：性能可靠，準備方便，價格低廉，松脂，松香熱聚合物，松脂助燃劑，主要成分：松香酸，制造工藝：松香酸，堿皂化反應松香酸脂肪，松香處理(二次，三次松香)，松香粉碎粉末氧化(空氣中)顏色深，皂化工藝堿液在沸水中加熱，慢慢加入松香，邊緣混合(防止暴雨)反應結(jié)束后：PH 8 9，透明，不渾濁，未沉淀的松散肥皂的物理特性：棕色奶油，2 .松香熱聚合物引氣劑在樹脂酸中有- COOH，添加堿后發(fā)生反應生成肥皂。松脂和煤酸(苯酚)、硫酸按一定比例投入反應堆，在一定溫度和適當條件下反應。這個反應過程相當復雜，經(jīng)過縮合、聚合的過程，一個分子變成更大的物質(zhì)，使用氫化鈉處理成為鈉的縮合熱聚合物。5.1.2烷基苯磺酸鹽空氣聯(lián)排劑以工業(yè)上廉價的石油化學物質(zhì)丙烯為原料，聚合成丙烯四聚體，與苯反應，可得到十二烷基苯的復雜混合物。5.1.3其他類型的引氣劑，(1)皂苷引氣劑(triterpene saponins)萜萜類化合物通過(C5H8)n，皂苷(堿皂)，單糖糖苷元素，皂苷水溶性引氣劑產(chǎn)品主要由三萜類化合物和少量變形化學物質(zhì)混合制成。其生產(chǎn)原理主要是利用易溶于水和乙醇的三萜皂苷的特性，從植物原料中溶解三萜皂苷的成分，將其與殘留物分離，濃縮精制。根據(jù)生產(chǎn)條件，可以分別用水溶性法和乙醇法生產(chǎn)。皂素引氣劑的生產(chǎn)工藝，引氣原理皂苷引氣劑的引氣由三萜皂苷的分子結(jié)構(gòu)決定。單糖單元的單糖，由羥基(-OH)與水分子形成氫鍵，因此親水性強。糖苷元素的糖苷是親油性，疏水基團。因此，三萜單苷是包含親水和疏水基團的質(zhì)子。溶于水后，分子排列在氣體-液體界面上，減少溶液的表面張力，從而容易產(chǎn)生新的界面。機械攪拌溶液會產(chǎn)生氣泡。萜皂苷形成分子結(jié)構(gòu)大而厚的分子膜，氣泡壁彈性和強度高，氣泡保持相對穩(wěn)定。物理特性：皂素引氣劑產(chǎn)品是固體粉末和液體類型。粉末產(chǎn)品為棕黃色，比重約為1.3，水分含量不到5%，水不溶性微量，產(chǎn)品中含有少量揮發(fā)性物質(zhì)和糖分。產(chǎn)品容易吸收空氣中的水分，變濕，但不影響產(chǎn)品的質(zhì)量或使用。液體產(chǎn)品為深褐色，不透明，固體含量超過15%，沉淀物微量。產(chǎn)品水溶性很強，可以與萘系、三聚氰胺高效減水劑等任何其他外加劑配合使用，根據(jù)用戶要求。皂素引氣劑溶液的起泡性和穩(wěn)定性，皂素類型引氣劑檢測結(jié)果與中國混凝土外加劑標準指標比較，性能指標：(1)中國水力發(fā)電科學院測試結(jié)果表明，其性能符合國家標準中引氣第一級產(chǎn)品的指標要求。(2)混凝土的抗凍性可以提高10倍以上。(3)混凝土的氣體含量低于4%時，吸入空氣引起的混凝土抗壓強度不減。撓曲強度有較大的增加(15%到20%)，氣體含量一般為4%到6%時，吸入劑引起的每單位氣體含量混凝土的抗壓強度損失系數(shù)小于3%。撓曲強度還在增加。(4)提高混凝土耐堿骨料反應、干濕循環(huán)的耐久性。此外，進氣劑顯著減少混凝土分離和分泌物，提高工作性和泵性。生產(chǎn)情況我國摻入空氣緩凝劑的混凝土只占混凝土總量的20-30%。發(fā)達國家占70-80%，我國混凝土的總年產(chǎn)量約為2億M3，即6000萬M3。需要使用氣壓制的年產(chǎn)量至少為6000噸，價值約1.2億元。我國混凝土工程的耐久性將大大提高。皂素空氣煙劑以野生植物為原料，資源豐富，每年建成1000噸生產(chǎn)線，近幾年約1500噸的建設投入工程。提高了防凍耐久性。引氣劑已經(jīng)起到了泵劑成分之一的作用。皂素引氣劑的優(yōu)缺點：(1)引氣劑的氣泡結(jié)構(gòu)好，氣泡生成半徑小，防凍指標高，強度相對小。(2)水溶性好，施工使用方便。(3)減水劑、緩凝劑和復合性好。(4)本產(chǎn)品雖然有一些刺鼻的缺點，但無害，請制造商戴口罩。容易的潮解形成小塊，但溶于水不會影響使用效果。(2)脂肪酸及其鹽空氣緩行劑動物脂肪皂化脂肪酸(空氣延行特性)，5.2空氣延行劑作用于混凝土的5.2.1空氣延行劑的作用機制，1，攪拌混凝土進氣和泡沫的形成過程，產(chǎn)生兩種作用渦流進氣作用。也就是說，混合渦流負壓區(qū)吸入空氣剪切力氣泡骨料是三維幕式空氣吸入重力，剪切力空氣粉碎氣泡，未混合空氣的混凝土：空氣被漿液包裹，形成氣泡，但如果氣流靠近，它們很容易結(jié)合在一起，浮在表面，因此消亡。引氣劑的作用主要有兩個方面。一是使進入的空氣容易形成小氣泡。二是氣泡合并增加，浮動破裂，即保持小氣泡穩(wěn)定性，防止在混凝土中均勻分布。未混合的引氣混凝土的不穩(wěn)定氣泡，2 .液-氣界面對引氣劑的吸附與排-氣界面活性的差異：減水劑界面活性發(fā)生在液-固界面，引氣劑發(fā)生在液-氣界面。氣泡：由液體薄膜包圍的氣體。引氣劑是表面活性物質(zhì)，由非極性和極性組成。在液體-氣體系統(tǒng)中，悲劇深入到氣象中，極性留在水中，吸附在氣泡的液體-氣體界面上，形成定向排列。由于氣泡表面空氣軟體系分子的這種方向吸附和排列作用，空氣軟體系吸附的氣泡難以合并增加，在混凝土中穩(wěn)定分布。3 .引氣劑的作用機制是液體-氣體界面張力減少一定的氣體含量，系統(tǒng)的液體-氣體邊界面積增加，系統(tǒng)的總界面自由焓增加，系統(tǒng)處于熱力學不穩(wěn)定狀態(tài)。添加空氣延遲劑后，液氣界面張力降低，即使氣泡不相互合并，系統(tǒng)整體液氣邊界區(qū)域也保持不變，整個系統(tǒng)液氣界面的自由焓不變大或減少，系統(tǒng)處于熱力學穩(wěn)定狀態(tài)。(2)氣泡表面液膜之間的靜電斥力作用的離子型表面活性劑作為氣壓劑，分子從水中電離到陰、陽離子，氣泡表面液膜具有相同的負電荷，氣泡之間會產(chǎn)生靜電斥力，使氣泡無法靠近，提高氣泡的穩(wěn)定性。(3)水化膜厚度及機械強度增加作用機理劑吸附在氣泡表面時，非極性基礎的心氣相，極性基礎留在液體中。氣壓劑分子吸附的氣泡表面水化膜的機械強度增加，氣泡表面粘度和液膜彈性增加，氣泡撞擊后，液間液膜不容易稀釋，氣泡的彈性變形也有助于抵消氣泡受到的外力。純液體中的氣泡，帶表面活性劑的氣泡，(4)微固體顆粒堆積在氣泡表面形成的“罩”作用，負離子進氣劑被吸收并集中在氣泡表面，使混凝土中的氣泡實際成為氣固液三相氣泡，固體顆?！罢帧蹦ぴ黾託馀荼砻婺ず穸?，增加機械強度和彈性。這種層“復蓋”薄膜在氣泡靠近的時候不會更容易排出液體化膜，因此，泡沫不會合并得更多，有助于氣泡懸浮，使小氣泡均勻分布在混凝土混合物中。5.2.2引氣劑對混凝土性能的影響1，和可變引氣劑引進了大量小而獨立的氣泡，提高了混凝土的可變性，如球。尤其是在骨料形狀不好的碎石或人工砂混凝土中。2.水性空氣偶聯(lián)劑提高了混凝土混合物中骨料和水泥漿的附著力，減少了它們的離散性，使混合物保持均勻狀態(tài)更好，使混合水在水泥漿中停留的時間更長，減少了水分分泌量。3，強度引氣劑對混凝土強度有所降低。規(guī)律：每增加1%的氣體含量，壓縮強度約減少4%到5%，彎曲強度約減少2%到3%。強度衰減還受骨料的最大粒子大小的影響，最大粒子大小越大，強度衰減率越小。在一定條件下，進氣反而會提高混凝土的抗彎強度。犧牲少量強度，大幅提高混凝土的耐久性或壽命是值得的，損失的強度是通過其他技術彌補的。另外，由于空氣碾壓，混凝土費用小幅增加，帶來了很多工程便利，混凝土結(jié)構(gòu)的綜合成本只能降低。在相同的水-水泥比或相同的相容性條件下，引氣劑品種對混凝土抗壓強度的影響，在相同的水-水泥比條件下，空氣含量對混凝土強度的影響，4，耐久性引氣劑減少混凝土的用水量，分泌率減少，混凝土內(nèi)部大孔減少。微小的氣泡占據(jù)了混凝土的自由空間，切斷了毛細管的通道，這些小空間可以用作體積膨脹的“緩沖閥”，減少和延遲其他物理膨脹(如鹽結(jié)晶結(jié)晶結(jié)晶結(jié)晶結(jié)晶壓力)和化學反應膨脹(如堿骨料反應或硫酸鹽反應)引起的混凝土破壞。改善混凝土的抗?jié)B性?？够瘜W物質(zhì)侵蝕作用和對碳化的抵抗作用等也隨之提高。在相同條件下使用氣壓劑的混凝土的耐久性或壽命可以提高5倍以上，給國家?guī)淼慕?jīng)濟效益很大。皂素引氣劑對混凝土耐鹽結(jié)晶壓力及堿骨料反應膨脹和破壞的影響，AE2引氣劑和vinol引氣劑對混凝土耐鹽性凍融和侵蝕特性的影響，AE2引氣劑及vinol引氣劑對混凝土耐鹽凍結(jié)侵蝕性的影響，氣壓劑混凝土壽命10年(需要大修)，每立方米混凝土：工程成本2000元，氣壓劑混凝土使用壽命提高5倍，使用氣壓劑的140萬立方米混凝土中，使用約100萬立方米提高耐久性或使用壽命，每年約(2000/10-2000/50)* *。以混凝土道路為例，氣壓制已經(jīng)在東北地區(qū)約100公里以上的高等級混凝土道路上使用。這些道路每公里需要大約1200萬韓元(混凝土立方米大約4000韓元)。如果不使用氣壓制，大約10年要整頓一次混凝土道路。使用氣壓劑后，混凝土道路的壽命可以延長到至少40年，氣壓劑可以在100公里的高級混凝土道路上使用。這相當于每年節(jié)約約國家維護費用。(1200/10-1200/40)*100=9000萬元，5 .增加空氣鏈劑對新混合混凝土性能的影響：漿體體積、混合物潤滑、漿粘度、屈服應力增加：在工作性、塑料、凝聚性原材料比例不變的條件下，進氣器可以提高混凝土的流動性，在同一坍落度下，進氣器可以減少混合水的消耗。減少新鮮混凝土的坍落度損失。減少分離和分泌帶來的不利影響，改善混凝土質(zhì)量。提高新鮮混凝土的泵性能，氣體含量一般低于6%。6 .降低混凝土綜合成本下的抗壓強度假定未摻氣混凝土的水泥用量為330千克/立方米，混凝土、水泥、引氣劑的價格為350元/立方米、400元/t、2.6萬元/t，作為指標計算。氣體含量為4%(引氣劑為水泥量的0.017%)，混凝土的抗壓強度不損失，進氣后每混凝土的增容成本為0.331.710 (-4) 260000=1.46元；但是，同時進氣的4%將原始l立方米的混凝土容積增加到1.04立方米，每平方增加到0.04350=14元，因此每混凝土總收益為(14-1.46)=12.54元。5.3引氣劑引氣劑引氣劑是同時具有吸風和減水功能的外加劑。5.3.1引氣劑的特性：吸力、改善性、泌尿和沉淀減少、混凝土耐久性、耐腐蝕性提高。還具有減水劑性能：減水、改善和混凝土其他性能的一般改善。特征：提高混凝土的空氣含量，同時不降低混凝土的后強度，在整體改善混凝土物理力學特性的基礎上，進一步提高混凝土的凍融、抗?jié)B等耐久性。5.3.2空氣風箏線減水劑的品種和性能1。一般空氣延燒減水劑主要是木鈣、木索鈉減水劑。木制品磺酸鹽減水劑本身具有減水、進氣和延遲特性，屬于引氣減水劑類別。如果沒有足夠的氣流，可以與空氣燃油系統(tǒng)重新組合，以增加氣流。2.高效減水劑萘系、蒽系、樹脂系減水劑為高效減水劑，減水效率高。蒽減水劑本身包含空氣延滯性，是高效的空氣延滯減水劑。剩下的是非進氣性。與引氣劑相結(jié)合，可以制成高