消泡剂在水泥基材料中的应用
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消泡剂在干混砂浆和混凝土等水泥基材料中均有一定应用。在干混砂浆中，消泡剂主要用于自流平砂浆，可消除乳胶粉和减水剂等外加剂在拌合过程中引入的气泡，以使硬化后的地坪材料光滑平整，减少材料表面的孔隙，提高耐久性。
在混凝土中，消泡剂主要起消除大气泡、优化孔结构的作用。众所周知，减水剂的成功问世带来了现代混凝土的一次革命，但减水剂在使用过程中易使混凝土中产生气泡，尤其是聚羧酸系减水剂。较大的气泡会显著降低混凝土的力学性能及耐久性，有必要采用消泡剂对这部分气泡进行消除。
目前，水泥基材料所用的消泡剂包括粉体消泡剂和液体消泡剂。粉体消泡剂主要应用于干混砂浆中，液体消泡剂主要应用于混凝土中。同时，大部分减水剂厂家都会在生产的减水剂中复配消泡剂，以改善减水剂使用时引入的气泡结构。
1 消泡剂在干混砂浆中的应用
在干混砂浆加水拌合过程中，引入的空气被湿砂浆包裹形成气泡，同时减水剂、可再分散乳胶粉和纤维素醚等外加剂具有亲水基团，可以降低液体的表面张力，引起气泡聚集，增加气泡的稳定性。
砂浆产品(如自流平砂浆、防水砂浆等)中以3%~6%的微泡含气量为最佳。均匀稳定的小气泡有助于改善砂浆的工作性，增强砂浆的抗冻性及其它耐久性等。大气泡增多会使砂浆空隙率增大，降低砂浆的力学性能，尤其对有防水要求的砂浆产品，对砂浆进行抑泡和消泡成为必然。
1.1 消泡剂对砂浆湿密度的影响
消泡剂在砂浆中能抑制气泡的形成并破坏已形成的气泡。因此，在砂浆产品中加入消泡剂可降低砂浆的含气量，增加砂浆的湿密度。如图2所示，不同种类消泡剂的作用效果有一定差异，但在一定范围内，砂浆湿密度均随消泡剂掺量的增加而增加；当消泡剂掺量达到一定值时，砂浆湿密度趋于稳定。
图2 不同类型的消泡剂对自流平砂浆湿密度的影响
1.2 消泡剂对砂浆流动性的影响
如图3所示，消泡剂可提高砂浆的初始流动性，不同类型的消泡剂对流动性的改善效果存在差异。有效的消泡剂不仅能迅速地使气泡破灭，而且能在相当长的时间内防止气泡再生。
图3 不同类型的消泡剂对自流平砂浆的促流效果
1.3 消泡剂对砂浆力学性能的影响
如图4所示，消泡剂通过消除砂浆中的有害气泡，降低砂浆孔隙率以及改善水泥石的孔结构，从而提高砂浆的抗压和抗折强度，但达到一定值后不再增加。
图4 不同类型消泡剂对自流平砂浆抗压强度和抗折强度的影响
2 消泡剂在混凝土中的应用
新拌混凝土的和易性对混凝土的可泵性、施工性能、硬化后的力学性能及耐久性有非常大的影响，而新拌混凝土的和易性在很大程度上取决于混凝土的含气量。在实际施工中，应根据工程部位以及混凝土功能的不同，在试配过程中确定混凝土的最佳含气量范围，并加以有效控制，有助于保证混凝土的施工质量。
2.1 混凝土中气泡的种类
混凝土振捣前其内部含有大量气泡，主要包括混凝土拌合、运输和下料过程中引入的空气泡、减水剂引入的气泡以及引气剂引入的微小气泡。
(1) 混凝土拌合、运输和下料过程中引入的空气泡。这类气泡泡径较大，分布不均匀且极不稳定，极易聚合成更大泡径的气泡，容易破灭，因此称之为不稳定气泡。这种由机械搅拌引入的不稳定气泡无论是对混凝土的流动性，还是对混凝土硬化后的力学性能和耐久性都会产生不利影响。
(2) 减水剂引入的气泡。减水剂可引入一定量气泡，由于相同的电性斥力作用，这些气泡处于水泥颗粒之间如同滚珠轴承一样使水泥颗粒分散，从而增加了水泥颗粒间的滑动作用。但这些气泡大小不均匀、形状不规则且不稳定，随着运输和振捣的进行，往往会互相聚集汇合成为大气泡，并最终向外溢出到达混凝土表面形成表观气泡，产生蜂窝麻面缺陷。
(3) 引气剂引入的气泡。引气剂可使混凝土内部形成许多尺寸介于(20-200)um之间且均匀分布的微细气泡。这类气泡表面的液膜比较牢固，从热力学的角度讲，即液膜的动电电位较高，能阻止气泡聚结，气泡相对比较稳定，不易破灭。其与减水剂引入的气泡有本质的区别，对混凝土的抗渗性和其它耐久性都是有利的。
消泡剂有利于排除混凝土中的大气泡。加入消泡剂一方面能在一定程度上消除混凝土与模板之间的气泡，有效防止或消除混凝土表面蜂窝、麻面的产生，使混凝土的表面具有较高的平整度和光泽度。另一方面，消泡剂能大量消除混凝土内部的气泡，降低混凝土含气量和内部孔隙率，提高混凝土的力学性能和耐久性。
混凝土中消泡剂主要消除的是由减水剂引入的气泡，因此，工程中常常在聚羧酸系减水剂中复配消泡剂来解决聚羧酸系减水剂引气量大的问题。
2.2 消泡剂与聚羧酸系减水剂的复配
由于聚羧酸系减水剂母液自身含气量大，表面活性高、保泡性好，直接用于混凝土时，会造成混凝土含气量高、表观气泡多及强度低等不良影响，因此需复配适量消泡剂，以消除混凝土中的大气泡。
消泡剂与聚羧酸系减水剂复配的基本性能检测一般包括消泡剂与减水剂的相容性以及消泡剂对混凝土性能的影响等。
(1) 消泡剂与减水剂的相容性
消泡剂与聚羧酸系减水剂复配使用的难点就是与减水剂的相容性问题。通过测试消泡剂在聚羧酸系减水剂中的溶解状态可评价消泡剂与减水剂的相容性，消泡剂在聚羧酸系减水剂中的溶解性好，且长时间不分层，则相容性好，可与减水剂进行复配；而相容性差的消泡剂不能与减水剂进行复配，只能单独添加到混凝土中。将消泡剂与聚羧酸系减水剂掺加到水泥净浆中，通过测试水泥净浆初始流动度及流动度经时损失也可用于评价消泡剂与聚羧酸系减水剂的相容性。与聚羧酸系减水剂相容性好的消泡剂应当是对水泥净浆初始流动度及流动度经时损失没有明显不良影响的消泡剂。
(2) 消泡剂对混凝土性能的影响
消泡剂对混凝土性能的影响表现在两个方面：混凝土的工作性能以及硬化后的力学性能。一般通过测试混凝土的坍落度和坍落度损失、含气量及强度等来评价消泡剂对混凝土性能的影响。能大幅度降低混凝土含气量、对混凝土坍落度及坍落度损失影响较小以及对混凝土的强度有明显提高作用的消泡剂的效果好。
消泡剂用于消除水泥基材料内部的有害气泡，在混凝土和砂浆中均有广泛的应用价值。我国消泡剂经过近半个世纪的发展与研究，技术已日趋成熟，为新型消泡剂的研制提供了宝贵经验。研究开发适用性强、用量小，能提高产品质量和设备利用率的新型高效消泡剂是当前消泡剂的主要发展方向。