【摘 要】
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适量掺加引气剂能改善新拌混凝土工作性和硬化混凝土抗冻性,且不显著影响混凝土强度。高原地区工程实践显示低温是影响引气剂的使用效果和混凝土孔结构的重要因素,但针对0～15℃低温范围内混凝土中引气剂作用效果变化和相关机理的研究不足。本文通过对比试验研究了不同恒定温度下引气剂在不同体系中引气效果和引入气泡保留程度的变化,分析了皂甙引气剂SJ、松香引气剂RO和双子引气剂MRP在溶液体系中作用效果的温度敏感性
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适量掺加引气剂能改善新拌混凝土工作性和硬化混凝土抗冻性,且不显著影响混凝土强度。高原地区工程实践显示低温是影响引气剂的使用效果和混凝土孔结构的重要因素,但针对0～15℃低温范围内混凝土中引气剂作用效果变化和相关机理的研究不足。本文通过对比试验研究了不同恒定温度下引气剂在不同体系中引气效果和引入气泡保留程度的变化,分析了皂甙引气剂SJ、松香引气剂RO和双子引气剂MRP在溶液体系中作用效果的温度敏感性机理。取得了如下主要结果:（1）通过自制的便携式恒温恒湿箱实现了不同体系引气试验全过程恒定温度。获得了0～30℃下SJ、RO和MRP引气剂溶液高速搅拌后泡沫性能的变化规律,发现与20～30℃相比,0～15℃低温对三种引气剂溶液起泡性和稳泡性的影响各不相同,但平均气泡直径均随温度降低而有所增大。（2）获得了0～30℃下引气剂溶液的表面活性、体相黏度和气泡液膜特性参数的变化规律。灰色关联分析显示,影响起泡性的关键因素是表面张力γ、最大吸附量Γmax和最小分子占据面积Amin;影响稳泡性的关键因素是γ、Γmax、Amin和体相黏度η。温度降低,γ、Γmax和η均增大,Amin均减小,但变化幅度不同,导致三种引气剂起泡性和稳泡性随温度而变化的趋势不同。（3）基于对引气剂分子结构的分析,阐明了引气剂起泡和稳泡能力的温度敏感性机理。非离子型引气剂SJ疏水基含有能与水形成氢键的羟基,导致其疏水效应随温度降低而增强的程度弱于RO;离子型引气剂MRP分子存在两个带电基团,分子间静电斥力明显大于RO。引气剂分子结构不同导致分子间相互作用力不同,影响液膜处分子排列密度,这是影响三种引气剂起泡和稳泡能力强弱顺序的重要原因,0～15℃低温下,分子排列紧密程度顺序为RO＞SJ＞MRP。（4）获得了0～30℃下净浆和混凝土体系中引气剂引气效果和引入气泡保留程度的变化。与20～30℃相比,0～15℃低温下净浆体系中三种引气剂的引气效果均降低,大气泡占比均增大;混凝土体系中引气效果没有明显变化趋势,骨料对引气效果的影响比温度的影响更显著,大气泡占比整体呈增大趋势。两种体系中三种引气剂引入气泡的保留程度均增大。（5）计算获得了0～30℃下硬化混凝土的气泡分布分形维数Db的变化。发现Db与硬化混凝土气泡间距系数存在显著正相关性;温度降低,Db呈减小趋势,表明孔径范围减小,孔径分布更集中,混凝土抗冻性变差。0～15℃低温范围内掺MRP的硬化混凝土总体上表现出更大的Db值,低温下抗冻性更好。
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