冷却塔筒壁属高耸钢筋混凝土薄壁结构，对混凝土除有较高的强度要求外，还有抗渗、抗冻等方面的要求。混凝土抗冻性是混凝土耐久性领域里重要的组成部分，是我们北方地区必须面对的严峻问题。混凝土产生冻融破坏有两个必要条件,一是混凝土必须接触水或混凝土中有一定的游离水,二是建筑物所处自然条件中存在反复交替的正负温度。当混凝土处于冰点以下时,首先是靠近表面的孔隙中的游离水开始冻结,产生体积膨胀,在混凝土内部产生冻胀应力,从而使未冻结的水分受压后向混凝土内部迁移。当迁移受约束时就产生了静水压力,促使混凝土内部薄弱部分,特别是在受冻初期强度不高的部位容易产生微裂缝,当遭受反复冻融循环时,微裂缝会不断扩展,逐步造成混凝土剥蚀破坏。通过向混凝土中掺加引气剂,引入大量均匀、稳定而封闭的微细气泡(直径20μm～μm),是大幅度提高混凝土抗冻性的最有效技术措施之一。研究表明,大量均匀分布于混凝土内部的微细气泡可以容纳自由水分的迁移,从而缓和了静水压力,提高了混凝土承受反复冻融循环的能力。威建二公司施工的初村科技新城热电厂是市重点工程,该项目冷却塔单体筒壁工程采用C30W8F混凝土，结合该工程的特点，对混凝土的配合比及性能进行了初步探讨和研究。
2原材料2.1水泥
山东山铝水泥厂（淄博山铝）生产的P.O42.5R普通硅酸盐水泥，实测28天抗压强度46.1MPa，其他各项指标均满足规范要求。2.2砂
乳山中砂，细度模数2.7，II区级配，含泥量2.4%。2.3石子
烟台永美石子厂，10-20mm,针片状颗粒含量6%,压碎指标值9%。2.4外加剂
奈系高效减水剂。2.5膨胀剂
采用寿光UEA-D。2.6引气剂
经查,直链型表面活性剂如十二烷基磺酸钠与十二烷基苯磺酸钠都具有较好的起泡能力,但泡沫较大,稳定性差;非离子型引气剂如烷基醇聚氧乙烯醚的起泡能力较差;而以松香皂类、松香热聚物起泡性能好,气泡均匀而稳定,因此使用普遍。在此，我们采用徐州力美建材科技有限公司生产的LMYIN-HD01改进型松香引气剂。3试验及分析3.1试验配比
3.2LMYIN-HD01引气剂掺量对混凝土含气量的影响
图1引气剂掺量与混凝土含气量关系曲线图
由图1可知，混凝土含气量随引气剂掺量增加而增大，当混凝土含气量超过6%时，引气剂的掺量对混凝土含气量的影响没有低掺量时那么明显。
3.3水灰比对混凝土含气量的影响
由表1可看出，在一定范围内，引气剂掺量相同时，水灰比越小，混凝土含气量越小，一般水泥每增加90kg/m3,混凝土含气量减少约1%。这是因为，用水量过低时，混凝土坍落度过小，使得气泡形成较困难，因此导致混凝土含气量降低；当用水量增加时，混凝土和易性较好，气泡较宜生成，因此含气量相对较大；但当用水量过大时，混凝土呈现大坍落度或流态时，气泡有可能逸出，且分布范围较大，混凝土含气量会明显降低。
表1不同水灰比对混凝土含气量的影响备注：该5组配比引气剂掺量均为1/万
3.4砂率对混凝土含气量的影响
由表2可看出，当混凝土砂率过小时，由于没有足够的砂浆包裹石子，而是混凝土的和易性不好，甚至离析泌水，导致混凝土的气泡稳定性很差；当混凝土砂率增大时，混凝土和易性满足要求后，混凝土含气量相应会增加。但砂率并不是越大越好，当砂率过大时，混凝土中粗骨料过小，细集料过多，和易性变差，混凝土含气量变化不很明显。考虑冷却塔浇筑时，泵车泵送高度及仰角较大，同时冷却塔筒壁较薄，应适当增大混凝土的砂率，提高可泵性和可操作性。
表2不同砂率对混凝土含气量的影响
备注：该5组配比引气剂掺量均为1/万
3.5粗骨料最大粒径及砂细度模数对混凝土含气量的影响
一般情况下，石子粒径越大，混凝土含气量越小；用中砂，混凝土含气量高而且比较稳定，砂中0.3-0.6mm粒径较多时混凝土含气量较大。当使用过粗或过细的砂会导致混凝土含气量减少，因为，采用过粗或过细的砂会导致混凝土和易性变差，含气量会随之减少。混凝土公司初村搅拌站沙石质量稳定，砂为标准中砂，石子为标准10-20mm级配，满足施工要求。
3.6其他影响混凝土含气量的因素
3.6.1搅拌时间
掺引气剂混凝土应在搅拌普通混凝土的基础上适当增加搅拌时间，搅拌时间在5min内增大较明显，但搅拌时间过长含气量会较少，当搅拌10min以后含气量明显减少。3.6.2振捣
振捣会引起混凝土含气量的损失，振捣2.5min，混凝土含气量损失约50%,振捣9min混凝土含气量损失约80%，高频振捣器比平板振捣器对混凝土含气量的影响大得多。因此，应在满足混凝土密实度的情况下，应尽量缩短振捣时间。3.6.3混凝土和易性及混凝土坍落度
混凝土和易性不好，会造成混凝土气泡的逸出，使混凝土含气量下降；在满足混凝土施工性能的前提下，随意增加混凝土坍落度，会使混凝土的气泡稳定性降低。3.6.4水及温度
水的硬度增加，含气量减少；温度升高混凝土含气量减少。
3.7掺引气剂对混凝土强度的影响
表3引气剂含量对混凝土强度的影响
由表3可看出混凝土强度随含气量的增大而减小，在低含气量（3%）以下时，含气量对混凝土的强度影响不明显，当含气量增加较大时，混凝土强度递减幅度较大。由以上分析可看出，影响混凝土含气量的因素较多，而含气量最终又影响混凝土的强度和耐久性，尤其抗冻性。因此，必须选用优质的原材料，优质的引气剂，选用合理的水灰比、砂率，按照严格的工序，结合现场施工条件，才能找到理想的满足要求的配比。
4施工配比的选择备注：引气剂掺量选择：1.2/万，混凝土含气量理论达到值：5%
为方便施工，将引气剂事先掺加到WJ-H2中，掺量为6kg/t。试配结果技术指标如下：
通过数据的分析可以看出，冻融实验结果满足要求。
5结束语混凝土中掺加引气剂不仅能大大提高混凝土的抗冻性能，研究还表明，混凝土中掺加引气剂还能起到：改善混凝土坍落度、流动性、可塑性；减少混凝土泌水离析，提高混凝土匀质性；提高混凝土抗折强度；使混凝土热扩散及传导系数降低，从而提高混凝土的体积稳定性；抗渗性、耐强酸盐侵蚀及抗碱基里集料反应等等。但使用时必须经试验验证，如果过量掺加引气剂会适得其反。
作者：孙东华谷祖良都晓明
信息来源：混凝土视频网
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本文编辑：佚名
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