混凝土气密剂的制备与应用性能及其微观结构分析
新型混凝土自密实材料的研究及应用
新型混凝土自密实材料的研究及应用一、前言混凝土自密实材料是近年来发展起来的一种新型建筑材料，由于其在使用过程中可以减少混凝土的渗透性，提高混凝土的耐久性和抗渗性能，被广泛应用于建筑工程、交通工程、水利工程等领域。
本文将从材料性能、制备工艺、应用效果等方面进行详细的研究和探讨。
二、材料性能1.自密实机理混凝土自密实材料是通过添加一定量的自密实剂来实现自密实的作用。
自密实剂可以分为物理自密实剂和化学自密实剂两种。
物理自密实剂主要是通过填充混凝土孔隙实现自密实，如聚丙烯酰胺、沸石等；化学自密实剂则是通过与混凝土内部水泥产生化学反应实现自密实，如硅酸钠、硅酸铝钠等。
2.抗渗性能混凝土自密实材料的抗渗性能是其最重要的性能之一。
自密实材料可以有效减少混凝土内部的孔隙度和渗透性，提高混凝土的抗渗性能。
研究表明，添加物理自密实剂和化学自密实剂可以分别提高混凝土的水密度和气密性。
3.耐久性能混凝土自密实材料的耐久性能主要包括耐久性、抗冻性、抗碳化性等。
研究表明，添加自密实剂可以有效提高混凝土的耐久性和抗冻性能，同时也可以减少混凝土的碳化速度，提高混凝土的抗碳化性能。
三、制备工艺1.物理自密实剂的制备物理自密实剂的制备主要包括选材、研磨、筛分等工艺。
选材时需要选择粒径适当、质量稳定的物料，研磨时需要采用高速研磨机进行研磨，筛分时需要采用合适的筛网进行筛分。
2.化学自密实剂的制备化学自密实剂的制备主要包括原料筛选、控制反应条件、提高产物质量等方面。
原料的筛选需要选用纯度高、质量稳定的原料，控制反应条件需要控制反应温度、PH值等参数，提高产物质量则需要采用合适的分离、纯化工艺。
四、应用效果1.建筑工程应用效果混凝土自密实材料在建筑工程中的应用效果主要体现在抗渗性、耐久性等方面。
研究表明，使用自密实材料可以提高混凝土的耐久性和抗渗性能，延长建筑物的使用寿命。
2.交通工程应用效果混凝土自密实材料在交通工程中的应用效果主要体现在路面的防水和防冻等方面。
自密实混凝土的制备及其应用
自密实混凝土的制备及其应用自密实混凝土是一种具有高密度、低渗透性、高强度、高耐久性等优点的新型混凝土材料，是近年来国内外研究的热点之一。
自密实混凝土的制备方法主要有两种：一种是采用特殊的外部添加剂，另一种是通过控制混凝土内部的气泡形成来实现。
本文将详细介绍自密实混凝土的制备方法、性能特点及其应用。
一、自密实混凝土的制备方法1. 外部添加剂法外部添加剂法是通过向混凝土中添加一定量的特殊添加剂，使混凝土内部生成一定数量的气泡，从而实现自密实的效果。
目前常用的添加剂主要有聚羧酸系高效减水剂、微泡剂、膨胀剂等。
（1）聚羧酸系高效减水剂聚羧酸系高效减水剂是一种高效减水剂，可以大幅降低混凝土的水灰比，同时能够产生一定数量的气泡，从而实现自密实的效果。
但是，使用聚羧酸系高效减水剂制备自密实混凝土需要严格控制混凝土的配合比和施工工艺，否则会导致混凝土的强度下降，甚至出现开裂等问题。
（2）微泡剂微泡剂是一种能够产生微小气泡的添加剂，可以通过控制混凝土内部的气泡形成来实现自密实的效果。
微泡剂的加入不会影响混凝土的强度和耐久性，但需要严格控制混凝土的配合比和施工工艺，否则会影响混凝土的性能。
（3）膨胀剂膨胀剂是一种能够产生大量气泡的添加剂，可以通过控制混凝土内部的气泡形成来实现自密实的效果。
膨胀剂的加入会降低混凝土的强度和耐久性，因此需要根据具体情况选择适当的膨胀剂种类和加入量。
2. 气泡形成控制法气泡形成控制法是通过控制混凝土内部的气泡形成，实现自密实的效果。
具体方法有以下几种：（1）高速搅拌法高速搅拌法是一种通过高速搅拌混凝土来产生气泡的方法。
在混凝土中添加适量的气泡稳定剂后，通过高速搅拌混凝土，使混凝土内部形成大量的气泡，从而实现自密实的效果。
（2）气泡稳定剂法气泡稳定剂法是一种通过添加气泡稳定剂来控制混凝土内部气泡的形成和稳定的方法。
气泡稳定剂可以促进混凝土中气泡的形成和稳定，从而实现自密实的效果。
（3）膨胀剂法膨胀剂法是一种通过加入适量的膨胀剂来控制混凝土内部气泡的形成和稳定的方法。
新型混凝土添加剂的制备及其性能研究
新型混凝土添加剂的制备及其性能研究一、引言混凝土是一种广泛应用的建筑材料，它的性能对工程质量和寿命有着至关重要的影响。
为了提高混凝土的性能，研究人员不断地探索新的混凝土添加剂。
本文将对新型混凝土添加剂的制备及其性能研究进行探讨。
二、常见混凝土添加剂混凝土添加剂一般分为化学添加剂和矿物添加剂两类。
常见的化学添加剂包括膨胀剂、减水剂、增塑剂、防水剂等；常见的矿物添加剂包括粉煤灰、矿渣粉、硅灰等。
这些添加剂能够改善混凝土的性能，如提高强度、改善耐久性、防水防渗等。
三、新型混凝土添加剂的制备及其性能1. 纳米氧化硅添加剂纳米氧化硅是一种新型的矿物添加剂，它具有优异的增强混凝土性能的效果。
研究人员通过溶胶-凝胶法制备了纳米氧化硅添加剂，并将其加入混凝土中。
实验结果表明，纳米氧化硅添加剂能够显著提高混凝土的抗压强度、抗渗性和耐久性等性能。
2. 纳米氧化铝添加剂纳米氧化铝是另一种新型的矿物添加剂，它能够增强混凝土的力学性能和耐久性。
研究人员通过溶胶-凝胶法制备了纳米氧化铝添加剂，并将其加入混凝土中。
实验结果表明，纳米氧化铝添加剂能够显著提高混凝土的强度和耐久性。
3. 纳米碳管添加剂纳米碳管是一种新型的化学添加剂，它具有优异的力学性能和导电性能。
研究人员将纳米碳管添加剂加入混凝土中，发现它能够显著提高混凝土的强度和导电性能。
此外，纳米碳管添加剂还能够提高混凝土的耐久性和防火性能。
4. 生物质灰添加剂生物质灰是一种新型的矿物添加剂，它是通过生物质燃烧产生的灰渣。
研究人员将生物质灰添加剂加入混凝土中，发现它能够显著提高混凝土的力学性能和耐久性。
此外，生物质灰添加剂还能够减少混凝土的碳排放量，具有环保的作用。
四、结论新型混凝土添加剂的研究具有重要的意义，能够提高混凝土的性能和使用寿命，减少工程维护成本。
本文对纳米氧化硅、纳米氧化铝、纳米碳管和生物质灰等新型混凝土添加剂进行了探讨，发现它们具有优异的性能，有望在混凝土工程中得到广泛应用。
混凝土中微观孔隙结构的研究及其应用
混凝土中微观孔隙结构的研究及其应用一、引言混凝土是建筑工程中最为常见的材料之一，其广泛应用于桥梁、道路、隧道等工程中。
混凝土的性能直接影响到工程结构的稳定性和安全性。
因此，混凝土中微观孔隙结构的研究对于混凝土的性能评估和应用具有重要意义。
本文将从混凝土中微观孔隙结构的研究入手，系统介绍混凝土中微观孔隙结构的研究方法和应用场景，并探讨混凝土中微观孔隙结构的研究对于混凝土的性能评估和应用的重要性。
二、混凝土中微观孔隙结构的研究方法1.扫描电镜观察法扫描电镜观察法是研究混凝土中孔隙结构的重要手段之一。
该方法通过对混凝土样品进行扫描电镜观察，可以获得混凝土中孔隙结构的三维形貌信息。
扫描电镜观察法的主要优点是能够获得高清晰度的图像，可以观察到10纳米到1毫米的孔隙。
同时，扫描电镜观察法可以观察到混凝土中不同成分的分布情况，对于混凝土中孔隙结构的研究具有重要意义。
2.气体吸附法气体吸附法是研究混凝土中孔隙结构的重要方法之一。
该方法利用气体在孔隙中的吸附和脱附过程，测定孔隙结构的孔径分布和孔隙体积等参数。
常用的气体吸附法包括比表面积法和孔径分布法等。
气体吸附法的主要优点是能够测定混凝土中孔隙结构的孔径分布和孔隙体积等参数，并能够对不同孔径的孔隙进行分类，对于混凝土中孔隙结构的研究具有重要意义。
3.压汞法压汞法是研究混凝土中孔隙结构的重要方法之一。
该方法通过将混凝土样品置于高压汞柱下，测定汞的渗透量，计算孔隙结构的孔隙体积和孔径分布等参数。
压汞法的主要优点是能够测定混凝土中孔隙结构的孔径分布和孔隙体积等参数，并能够对不同孔径的孔隙进行分类，对于混凝土中孔隙结构的研究具有重要意义。
三、混凝土中微观孔隙结构的应用场景1.混凝土强度评估混凝土中微观孔隙结构对混凝土的强度评估具有重要影响。
孔隙结构的大小和分布会影响混凝土的力学性能，如抗压强度、抗拉强度、弹性模量等。
因此，通过研究混凝土中微观孔隙结构的大小和分布，可以预测混凝土的力学性能，对于混凝土的强度评估具有重要意义。
混凝土中微观孔隙结构的分析及其应用研究
混凝土中微观孔隙结构的分析及其应用研究一、引言混凝土作为一种常用的建筑材料，在建筑、交通、水利等领域有着广泛的应用。
混凝土中的微观孔隙结构对混凝土的性能和耐久性有着重要的影响。
因此，对混凝土中微观孔隙结构的分析及其应用研究具有重要的意义。
二、混凝土中微观孔隙结构的分析方法1. 气体吸附法气体吸附法是一种利用气体分子在孔隙内的吸附和脱附来研究孔隙结构的方法。
通过对不同大小气体分子的吸附和脱附实验，可以得到孔径大小分布和孔体积分布等关键参数。
2. 氮吸附法氮吸附法是一种利用氮气分子在孔隙内的吸附和脱附来研究孔隙结构的方法。
通过对不同压力下氮气吸附量的测定，可以得到孔隙体积、孔径大小分布和孔隙连通率等参数。
3. 氦质子磁共振法氦质子磁共振法是一种利用核磁共振技术研究孔隙结构的方法。
通过对不同孔径的孔隙中氦原子的磁共振行为进行研究，可以得到孔径分布和孔隙连通率等参数。
三、混凝土中微观孔隙结构对混凝土性能的影响1. 强度混凝土中的孔隙会影响混凝土的强度。
孔隙越多，混凝土的强度越低。
因为孔隙会破坏混凝土的连续性，使得混凝土易受外力破坏。
2. 耐久性混凝土中的孔隙会影响混凝土的耐久性。
孔隙越多，混凝土的耐久性越差。
因为孔隙会使得水分和氧气渗透到混凝土内部，从而导致混凝土的腐蚀和劣化。
3. 密实性混凝土中的孔隙会影响混凝土的密实性。
孔隙越多，混凝土的密实性越差。
因为孔隙会使得混凝土的结构不连续，从而影响混凝土的密实性和稳定性。
四、混凝土中微观孔隙结构的应用研究1. 混凝土质量评价通过对混凝土中的孔隙结构进行分析，可以评价混凝土的质量，并对混凝土的性能和耐久性进行预测和优化。
2. 混凝土改性通过对混凝土中的孔隙结构进行分析，可以优化混凝土的结构，改善混凝土的性能，如提高混凝土的强度、耐久性和密实性等。
3. 混凝土设计通过对混凝土中的孔隙结构进行分析，可以优化混凝土的设计，提高混凝土的性能和耐久性，同时减少混凝土的成本和环境污染。
混凝土自密实技术研究与应用效果
混凝土自密实技术研究与应用效果混凝土自密实技术是一种用于提高混凝土密实性的创新方法，它能够填补混凝土内部的空隙并减少孔隙率，从而提高混凝土的密实性和耐久性。
本文将深入探讨混凝土自密实技术的研究和应用效果。
一、混凝土自密实技术的定义和原理混凝土自密实技术是一种通过在混凝土中加入化学物质或应用物理力学方法来实现混凝土自身填充空隙的方法。
这种技术可以提高混凝土的密实性，减少混凝土中的孔隙率，并增加混凝土的耐久性和力学性能。
混凝土自密实技术的原理基于以下几点：1. 化学物质反应：通过添加化学物质，例如活性氧化剂、表面活性剂等，可以在混凝土中引发化学反应，增加混凝土的流动性，使其更容易填充空隙。
2. 物理力学方法：应用物理力学方法，例如振动、压实或冲击，可以促使混凝土颗粒重新排列，填充原有的空隙，从而提高混凝土的密实性。
二、混凝土自密实技术的研究进展在过去几十年里，混凝土自密实技术在建筑材料领域得到了广泛的研究和应用。
研究人员通过实验室试验和现场应用验证了混凝土自密实技术的有效性和可行性。
以下是一些研究进展的例子：1. 化学物质引发的自密实技术：研究人员通过添加不同类型的化学物质，例如碱激活剂、胶凝物质等，来改善混凝土的自密实性。
这些化学物质可以改善混凝土的流动性和填充性，从而减少混凝土中的孔隙率。
2. 物理力学方法的应用：研究人员使用不同的物理力学方法，例如振动台、压实机等，来提高混凝土的密实性。
这些方法可以促使混凝土颗粒重新排列，并填充原有的空隙，达到自密实的效果。
3. 混凝土自密实技术的数值模拟研究：研究人员还利用数值模拟方法对混凝土自密实技术进行研究。
他们通过建立数学模型，模拟混凝土内部的填充过程和孔隙率变化，以评估不同自密实技术的效果和机理。
三、混凝土自密实技术的应用效果混凝土自密实技术的应用可以显著改善混凝土的质量和性能。
以下是混凝土自密实技术的一些应用效果：1. 提高混凝土的密实性：混凝土自密实技术可以填补混凝土内部的空隙，减少孔隙率，从而提高混凝土的密实性。
混凝土水泥基质微观结构分析及其性能研究
混凝土水泥基质微观结构分析及其性能研究一、引言混凝土作为一种广泛应用的建筑材料，其性能的好坏直接影响到建筑物的质量和使用寿命。
其中，水泥基质是混凝土性能的重要组成部分，其微观结构与性能密切相关。
因此，对混凝土水泥基质的微观结构进行分析及其性能研究具有重要的理论和应用价值。
本文将从混凝土水泥基质的微观结构、性能及其影响因素等方面进行详细阐述。
二、混凝土水泥基质的微观结构混凝土水泥基质主要由水泥石体和硬化水泥胶体组成。
水泥石体是指由水泥熟料和适量的石灰石、石膏等掺合料经水化反应形成的硬质物质，其主要成分为硅酸盐、铝酸盐和钙质。
水泥胶体是指水泥石体中的一种胶状物质，其主要成分为硅酸盐凝胶和氢氧化钙凝胶。
水泥石体和水泥胶体的微观结构与性能密切相关。
水泥石体由水化物、孔隙和无定形物质组成。
水化物是指水泥石体中的硬化水泥胶体和水化产物，其主要成分为钙硅石、钙铝石和氢氧化钙。
孔隙是指水泥石体中的空隙和微孔，其大小和分布对混凝土的强度、耐久性和渗透性等性能有重要影响。
无定形物质是指水泥石体中的未反应的水泥熟料和掺合料。
水泥胶体是一种胶状物质，其微观结构主要由硅酸盐凝胶和氢氧化钙凝胶组成。
硅酸盐凝胶是水化产物中的主要成分，其孔径大小为纳米级别，具有较高的强度和稳定性。
氢氧化钙凝胶是水化产物中的一种次要成分，其孔径大小为亚微米级别，具有较低的强度和稳定性。
三、混凝土水泥基质的性能混凝土水泥基质的性能主要包括强度、耐久性和渗透性等方面。
1. 强度混凝土水泥基质的强度是指其承受外力的能力。
水泥石体和水泥胶体的强度对混凝土整体强度有重要影响。
水泥石体中的孔隙和无定形物质会影响水泥石体的强度，而水泥胶体中的硅酸盐凝胶则是混凝土中的主要强度来源。
2. 耐久性混凝土水泥基质的耐久性是指其在环境作用下的长期稳定性。
水泥石体中的孔隙和无定形物质会使混凝土的耐久性降低，而水泥胶体中的硅酸盐凝胶则能提升混凝土的耐久性。
此外，混凝土中的氯离子、硫酸盐等离子也会对混凝土的耐久性产生影响。
混凝土工程中气密性技术的应用研究
混凝土工程中气密性技术的应用研究一、前言混凝土工程是现代建筑中最常用的材料之一，具有高强度、耐久性和可塑性等优点，但由于混凝土中的气体和水分会对混凝土的性能产生负面影响，因此保持混凝土工程的气密性至关重要。
本文将重点介绍混凝土工程中气密性技术的应用研究，通过对混凝土工程中气密性技术的研究，提高混凝土工程的质量和效率。
二、气密性技术的意义1. 提高建筑物的节能性能混凝土工程中的气密性技术可以有效的提高建筑物的节能性能。
由于混凝土工程的气密性能越好，建筑物的隔热性能也越好，从而使室内温度更加稳定，减少了能源的浪费，提高了建筑物的节能性能。
2. 保证混凝土工程的长期稳定性混凝土工程中的气密性技术可以保证混凝土的长期稳定性。
混凝土中的气体和水分会对混凝土的性能产生负面影响，容易导致混凝土的开裂和老化等问题。
通过气密性技术，可以有效的控制混凝土中的气体和水分的流动，从而保证混凝土的长期稳定性。
3. 提高混凝土工程的耐久性混凝土工程中的气密性技术可以提高混凝土工程的耐久性。
由于混凝土工程中的气密性越好，混凝土的耐久性也越好。
通过气密性技术，可以有效的保护混凝土工程中的钢筋等重要部件，从而提高混凝土工程的耐久性。
三、气密性技术的应用1. 气密性测试技术气密性测试技术是混凝土工程中常用的一种气密性技术。
该技术通过对混凝土工程中空气渗透率进行测试，来评估混凝土工程的气密性能。
气密性测试技术可以有效的检测混凝土工程中的气密性能，从而提高混凝土工程的质量和效率。
2. 气密性控制技术气密性控制技术是混凝土工程中常用的一种气密性技术。
该技术通过对混凝土工程中气体和水分的流动进行控制，来提高混凝土工程的气密性能。
气密性控制技术可以有效的控制混凝土工程中的气体和水分的流动，从而保证混凝土工程的长期稳定性。
3. 气密性材料技术气密性材料技术是混凝土工程中常用的一种气密性技术。
该技术通过使用具有气密性能的材料，来提高混凝土工程的气密性能。
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混凝土气密剂的制备与应用性能及其微观结构分析白国强;李晓文;卢霄;陈旭;刘洋【摘要】采用预乳化种子乳液聚合法制备了混凝土新型气密剂.研究确定了气密剂的最优合成工艺为:乳化剂用量4.0％、单体滴加时间15 min、预乳化温度35℃、反应时间60 min.通过红外光谱、扫描电镜分析和水泥胶砂强度、压汞、混凝土力学性能、气泡间距系数测试结果表明:所合成的气密剂使水泥水化结晶由针尖状变为棒状,且使裂缝处生成贯穿结晶,增大胶砂试块密实度,延缓应力集中;当气密剂掺量为0.02％时,水泥胶砂试件的抗压强度提升1.5～3.0 MPa,混凝土气泡间距系数减小0.462 mm、气泡平均直径减小79μm,有效提升了水泥基材料的力学性能和耐久性.【期刊名称】《新型建筑材料》【年(卷),期】2018(045)009【总页数】6页(P102-107)【关键词】气密剂;密实度;气泡间距;气泡直径【作者】白国强;李晓文;卢霄;陈旭;刘洋【作者单位】中建西部建设新疆有限公司,新疆乌鲁木齐 830000;中建西部建设新疆有限公司,新疆乌鲁木齐 830000;中建西部建设新疆有限公司,新疆乌鲁木齐830000;中建西部建设新疆有限公司,新疆乌鲁木齐 830000;中建西部建设新疆有限公司,新疆乌鲁木齐 830000【正文语种】中文【中图分类】TU528.042+.20 引言随着社会经济的发展，要求混凝土建筑物的使用年限越来越长，这就对混凝土建筑结构的设计年限提出更高的要求，而混凝土建筑物的实际寿命能否达到设计年限主要取决于混凝土材料的性能。
因此，混凝土材料的耐久性就尤为重要。
然而，混凝土材料在冻融、氯盐环境、化学腐蚀环境下，易受冻融碰坏、盐类腐蚀和硫酸盐侵蚀，导致混凝土出现开裂、损坏，对混凝土结构的耐久性构成严重威胁。
针对混凝土耐久性，学者进行了大量的研究。
例如掺膨胀剂、减缩剂、纤维以及使用内养护等手段，限制混凝土收缩开裂，减少水分蒸发及盐溶液侵蚀；提升混凝土原材料性能，研究制备抗硫酸盐水泥，提高混凝土的抗硫酸盐能力；从混凝土配合比出发，优化颗粒级配，增大混凝土密实度，提高混凝土耐久性[1-3]。
在高盐冻地区，混凝土的抗冻融能力对其耐久性的影响尤为重要。
引气作为主要影响混凝土抗冻性能的因素，其评价手段主要有：含气量、气泡平均直径以及气泡间距系数。
研究表明，在一定含气量下，硬化混凝土的气泡间距系数越小、气泡含量越多，混凝土的抗冻性能越好[4]。
本文从混凝土材料出发，设计合成一种混凝土新型气密剂，在混凝土拌合过程中加入，与水泥、减水剂适应性良好的同时，能够增大混凝土密实度、改变混凝土气孔结构、减小气泡间距系数，提高混凝土的抗盐类侵蚀、冻融破坏性能，有效提高混凝土的力学性能和耐久性，延长混凝土的使用寿命。
1 试验1.1 原材料（1）气密剂合成原材料混凝土气密剂合成用原材料及配合比如表1所示。
表1 混凝土气密剂的合成原材料及配合比注：所有材料均为分析纯。
原材料用量/g 原材料用量/g醋酸乙烯酯（VAC） 83.96 辛醇 0.25丙烯酸（AA） 2.50 NaHCO3 0.25丙烯酸丁酯（BA） 8.40 十二烷基硫酸钠（SDS） 0.84聚乙烯醇（PVA） 4.20 OP-10 1.68过硫酸铵（APS） 0.42 去离子水 60.00（2）混凝土试验原材料水泥：P·C42.5R水泥，新疆青松水泥厂，主要化学成分见表2；粉煤灰：Ⅱ级F 类，需水量比为82%，0.045 mm方孔筛筛余6.2%，中建西部建设新疆有限公司粉煤灰厂，主要化学组成见表2；S95粒化高炉矿渣粉：比表面积457 m2/kg，28 d活性指数为97%，新疆宝新盛源建材有限公司，主要化学组成见表2；粗骨料：粒径5～20 mm，连续粒级，当地天然卵石，主要物性指标见表3；细骨料：细度模数2.80，中砂，Ⅱ区，当地天然砂，主要物性指标见表3；水：自来水。
表2 胶凝材料的主要化学成分 %SiO2 Al2O3Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3水泥 21.86 6.02 3.25 63.60 1.63 0.57 0.09 2.24矿粉 32.89 15.31 0.58 39.47 5.84 0.85 0.22 1.35粉煤灰 53.25 29.64 5.83 1.72 0.85 1.73 0.30 0.48项目表3 骨料的主要物理性能紧密堆积松散堆积表观细骨料 1535 1435 2550 38.95 1.15 0粗骨料 1556 1450 2590 40.25 0.26 0.08 5.63 3.58骨料种类密度/（kg/m3）空隙率/%含泥量/%泥块量/%压碎指标/%针片状颗粒含量/%（3）水泥胶砂用原材料基准水泥：强度等级为42.5，符合GSB 14—1510《强度检验用水泥标准样品》规定，由北京航天蓝宇科技有限公司生产；标准砂：中国ISO标准砂，厦门艾思欧标准砂有限公司。
1.2 气密剂的合成气密剂采用预乳化半连续种子乳液聚合技术合成，具体的实验步骤如下：在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和滴液漏斗的四口烧瓶中加入一定量的聚乙烯醇和去离子水，水浴升温，加入一定量的十二烷基硫酸钠、OP-10、NaHCO3，在一定时间内加入1/5的混合单体（由醋酸乙烯酯、丙烯酸和丙烯酸丁酯按比例混合而成），升温至指定温度，加入1/3的引发剂过硫酸铵，保温反应，得到乳白色的预乳化液；将剩余的4/5混合单体滴加至预乳化液中，并每隔一段时间补加剩余的引发剂过硫酸铵，保温反应3～4 h。
将所得产物降温至40℃进行过滤，得醋酸乙烯酯乳液，即混凝土新型气密剂，其合成路线如图1所示。
图1 混凝土气密剂的合成路线1.3 性能测试与表征1.3.1 红外光谱分析将所制备的气密剂乳液烘干后，按一定掺量制备KBr压片，采用红外光谱仪进行测试。
1.3.2 气密剂稳定性测试参照文献[5]的方法对所制备的气密剂乳液进行稳定性测试。
（1）离子稳定性：将5%的CaCl2溶液以质量比4∶1与气密剂乳液混合，静置48 h后进行过滤分离测试，以分离前后乳液的质量百分比评价其离子稳定性。
（2）机械稳定性：将一定量的气密剂乳液高速搅拌30 min后过滤，将过滤后的气密剂乳液样注入离心管内，在离心机上以4000 r/min的转速离心分离30 min 进行分离测试，以分离前后乳液的质量百分比评价其机械稳定性。
（3）冻融稳定性：将气密剂乳液装入100 mL的塑料离心管中，在温度为-10℃下冷冻16 h，室温融化8 h，为1次冻融循环，如此循环5次后进行过滤分离测试，以分离前后乳液的质量百分比评价其冻融稳定性。
（4）稀释稳定性：取1 mL气密剂乳液放入50 mL的比色管中，加入去离子水稀释至50 mL，用玻璃棒上下搅拌均匀，封闭好后静置48 h后进行分离测试，以分离前后乳液的质量百分比评价其稀释稳定性。
（5）贮存稳定性：将一定量的气密剂乳液装入测试瓶中，在50℃烘箱中放置48 h，进行贮存稳定性测试，以分离前后乳液的质量百分比评价其贮存稳定性。
1.3.3 胶砂及混凝土应用试验（1）胶砂强度：采用42.5级基准水泥和标准砂，按GB/T 17697—1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》进行测试，水泥450g，水225g，砂1350g，气密剂掺量为水泥质量的0.02%。
（2）混凝土抗压强度：按照GB 8076—2008《混凝土外加剂》测试掺气密剂的混凝土在不同龄期的强度。
试件尺寸为100 mm×100 mm×100 mm，成型后24 h脱模，在标准养护室养护至规定龄期，进行抗压强度测试。
气密剂掺量均以胶凝材料的质量百分比计。
（3）混凝土气泡间距系数测试：按照TB 10005—2010《铁路混凝土结构耐久性设计规范》采用直线导线法测试掺气密剂前后，混凝土的气泡间距系数。
将硬化混凝土切割为100 mm×100 mm×20 mm的试件，采用400号和800号的金刚砂将试件观测面（100 mm×100 mm）仔细研磨、抛光至能观测出10 μm的气泡截面，洗涮干净后按压硫酸钡，至硫酸钡填满所有孔隙，进行气泡间距系数测试。
2 结果与讨论2.1 乳液制备正交试验和稳定性分析本文采用预乳化工艺制备气密剂乳液，正交试验因素水平见表4。
依据表4计算出各组分用量，按照实验所述步骤合成气密剂乳液，以乳液稳定性为评价指标，筛选合成气密剂乳液的最优反应条件。
表4 乳液制备正交试验因素水平因素水平乳化剂量/%（A）单体滴加时间/min （B）预乳化温度/℃（C）反应时间/min（D）1 1.0 5 30 45 2 2.0 10 35 50 3 3.0 15 40 55 4 4.0 20 45 602.2 正交试验结果与分析制备稳定预乳液的加料顺序为：先加水、加乳化剂、加混合单体，反之则很难得到稳定的预乳液。
取离子稳定性、机械稳定性、冻融稳定性、稀释稳定性及贮存稳定性试验中最差的测试结果作为气密剂乳液稳定性的评价指标。
正交试验结果与分析如表5所示。
由表5可知，随乳化剂用量的增大，所制备的气密剂乳液稳定性逐渐提高，当乳化剂用量为4.0%时，乳液稳定性出现最大值；对于反应单体，如果单体滴加过快，滴入的单体微表面未能及时吸附适量的乳化剂，就很难形成稳定乳液，而随着滴加时间的延长，单体微表面吸附乳化剂的量逐渐达到饱和状态，乳液稳定性大大提高；对于反应时间，其对乳液稳定性的影响微弱，但是反应时间不宜过长，由于随着反应时间的延长，乳液黏度升高，预乳化液流动性变差，导致后续实验加料困难；预乳化温度影响乳化剂的溶解度、胶束的形成、单体液滴的扩散以及单体微表面对于乳化剂的吸附速率，间接影响乳液稳定性[6-7]。
试验结果表明，制备稳定气密剂预乳化液的最佳正交因素水平为A4B3C2D4，即气密剂预乳液最佳合成工艺为：乳化剂用量为4.0%、单体滴加时间为15 min、预乳化温度为35℃、反应时间为60 min。
表5 正交试验结果与分析编号乳化剂用量/%乳液稳定性/%1# 1.0 5 30 55 40.52 2# 2.0 20 40 50 84.65 3# 3.0 20 30 45 64.85 4# 4.0 10 40 60 95.74 5# 1.0 10 40 60 35.62 6# 2.0 5 30 45 70.51 7# 3.0 5 40 55 55.96 8# 4.0 15 30 50 89.58 9# 1.0 15 45 50 45.12 10# 2.0 15 35 55 87.36 11# 3.0 15 45 60 58.75 12# 4.0 5 35 45 91.48 13# 1.0 20 35 45 38.76 14# 2.0 10 45 60 76.53 15# 3.0 10 35 50 50.72 16# 4.0 20 45 55 85.83 k1 40.08 65.77 66.99 65.94 k2 67.87 59.19 68.49 67.12 k3 79.76 70.94 68.08 67.48 k4 91.24 68.57 67.17 67.51 R 50.89 13.87 2.68 1.48单体滴加时间/min预乳化温度/℃反应时间/min由正交试验的极差分析可知，对气密剂乳液稳定性影响的因素，按显著程度依次为：乳化剂量（A）＞单体滴加时间（B）＞预乳化温度（C）＞反应时间（D）。