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引气作为提高混凝土抗冻性能的一种重要措施,通过控制拌和物含气量的方式来控制混凝土的抗冻性能。但抗冻混凝土在应用过程中仍存在两方面问题:一是提高含气量来提高抗冻性与保持强度之间的矛盾;二是混凝土含气量的损失,造成混凝土实体含气量低于设计值,抗冻性能降低。本文从混凝土制备的角度出发,在研究引气剂对混凝土性能影响规律的基础上采用改变W/B、掺合料、搅拌时间三种优化方式对混凝土气孔结构进行优化,同时探讨了生产工艺、施工条件对混凝土含气量、坍落度及经时损失的影响。揭示的基本规律如下:(1)引气剂掺量在0~0.06%范围内,对C30、C40的影响规律一致:随引气剂掺量增加,新拌混凝土的含气量提高,坍落度增大,混凝土抗压强度、弹性模量降低,折压比增大。掺入引气剂能显著提高混凝土的抗冻性能,有效抑制抗冻混凝土的早期收缩开裂且抗开裂性能随引气剂掺量增加而增强。(2)W/B在0.33~0.51范围内,混凝土含气量随W/B增大而先升高后降低,W/B为0.39时含气量最大,坍落度随W/B增大而持续增大。随W/B增大,混凝土抗压强度和弹性模量降低,抗冻性能降低,气孔平均孔径增大,气孔间距系数先减小后增大,W/B为0.39时,气孔间距系数最小。(3)粉煤灰、矿粉无论单掺或双掺均会降低新拌混凝土的含气量。掺量在0~30%范围内,坍落度随矿粉掺量增加而减小,随粉煤灰掺量增加而先减小后增大,粉煤灰掺量为10%时坍落度最小;力学性能随粉煤灰掺量增加而持续降低,随矿粉掺量增加而先升高后降低,矿粉掺量为10%时力学性能最佳。粉煤灰、矿粉无论单掺或双掺均会提高混凝土的抗冻性能,细化气孔孔径,降低气孔间距系数且以单掺30%粉煤灰效果最显著。(4)搅拌时间在80s~140s范围内,随搅拌时间延长,混凝土的含气量先升高后降低,C30、C40含气量最大时对应的搅拌时间分别为120s、100s;坍落度随搅拌时间延长而先增大后减小,搅拌时间为100s时混凝土坍落度最大。搅拌时间对混凝土力学性能无太大影响。搅拌时间为120s时,混凝土抗冻性能最佳,C30、C40的抗冻等级均达到F300。随搅拌时间延长,气孔平均孔径减小,气孔间距系数先减小后增大,搅拌时间为120s时气孔间距系数最小。(5)混凝土的初始含气量、初始坍落度随减水剂掺量增加而提高;使用聚羧酸减水剂的混凝土初始含气量、含气量经时损失大于萘系减水剂。二次添加减水剂能有效延长混凝土的施工可操作时间,提高混凝土的含气量。混凝土在二次添加减水剂后是否出现泌水主要受第二次添加减水剂掺量的影响,混凝土强度主要受第一次添加减水剂掺量的影响。