混凝土不仅是多种物质的混合物，而且其内部也存在着气、液、固三态，气态含量的多少即是其含气量。混凝土的含气量大小，对混凝土的施工性能、强度、耐久性都有很大影响。

一、气从何来

不掺引气剂的混凝土，由于搅拌过程中带入了空气，使混凝土有1%-2%的含气量。在这种情况下，带入的气泡很不均匀，形状也不规则，对改善混凝土施工性能作用不大，对提高混凝土的耐久性不会产生有利的影响。只有掺入适量的引气剂或引气减水剂，使混凝土中形成一定数量、均匀稳定的小气泡（约20-1000微米，大多数在200微米以下），对混凝土的施工性能才能有明显改善，对混凝土的耐久性才有明显提高，当然随着含气量的增加，混凝土的强度会有不同程度的降低。

在《混凝土外加剂应用技术规范》GB/T 50119-2013标准中，混凝土工程可釆用下列引气剂：

1、松香热聚物、松香皂及改性松香皂等松香树脂类；

2、十二烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、石油磺酸盐等烷基和烷基芳烃磺酸盐类；

3、脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠、脂肪醇硫酸钠等脂肪醇磺酸盐类；

4、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基苯酚聚氧乙烯醚等非离子聚醚类；

5、三萜皂甙等皂甙类;

6、不同品种引气剂的复合物。

二、气有何用

1、和易性：

当混凝土中引入大量微小且独立的气泡时，由于气泡的滚动作用和浮托作用使混凝土和易性和稳定性得到大大改善和提高，尤其是在骨料粒形不好的碎石或人工砂混凝土中更为显著。一般的适宜引气的混凝土比不引气的混凝土坍落度会增加20-40mm，混凝土不宜发生板结抓底现象。

2、泌水、沉降分层

混凝土的泌水和沉降与水泥浆的粘度有密切关系，而水泥浆的粘度又与其微粒对表面活性剂的吸附及气泡在粒子表面的附着有关。由于气泡的存在，整个体系的表面积增大，而且这些微小独立的气泡还可以增加混凝土的内聚力和均匀性，使混凝土的粘度增大，尤其当有将粒子憎水化的阴离子表面活性剂存在时，由于粒子间的引力增大，使水泥浆的粘度进一步增大，同时气泡黏附于骨料颗粒表面可减少其下沉趋势。气泡的水膜可以锁固部分水分，阻断泌水通道，使自由水不能泌出。这样，混凝土泌水和沉降分层就减少。

3、减水作用

当混凝土坍落度和胶材用量用量固定时，掺引气剂或引气减水剂起到的滚珠作用，可减少单位用水量。一般来说，引气剂的减水率为7-9%，引气减水剂的减水率在12-15%。

4、对强度的影响

随着混凝土含气量的增加，混凝土中浆体的孔隙率增加，可导致抗压强度降低，强度的降低幅度与引入气泡的大小直接相关，气泡越小，对强度的降低效应越小。一般地，在单掺引气剂时，与不掺的基准混凝土相比，胶凝材料用量不变时，每增加1%含气量，28天抗压强度下降2-3%，水胶比不变时，下降4-6%。掺引气减水剂时，由于减水率增大，抗压强度可以不降低或有所提高。

当含气量一定时，混凝土抗压强度的降低还受集料最大粒径影响，最大粒径越大，强度降低越小，在贫水泥混凝土中，因引气剂引起的强度降低可忽略不计。

由于引入的气泡可减少混凝土在硬化过程及外部作用下的微裂纹，含气量对混凝土抗折强度的影响较小。

5、混凝土收缩

干燥收缩的大小主要取决于混凝土浆体中毛细水分的散失速度和散失量，对胶材用量和坍落度固定的混凝土，随着混凝土含气量的增加，混凝土用水量有所降低，混凝土中的微小气泡可一定程度上阻止水分的散失，可以减少混凝土的干燥收缩，但含气量太大（一般认为4%以上）时，气泡间隔系数的降低，反而会增大毛细孔自由水的散失，干燥收缩会明显增加。

随着混凝土含气量的增加，混凝土的热扩散系数和热传导系数减小，对混凝土温度收缩有降低作用。

6、抗渗性

由于引气作用使混凝土用水量减少，泌水和沉降减少，从而使混凝土中大毛细孔减少，这样使混凝土中水分迁移的主要通路减少，即混凝土中最薄弱和易受破坏的部分减少。同时，大量的微气泡占据了混凝土中的自由空间，破坏了毛细管的连续性，使得混凝土的抗渗性得到改善。

7、抗冻性

混凝土内孔隙自由水的存在是混凝土产生冻融破坏的原因，孔隙水中的自由水反复冻融，对孔隙壁不断产生压力，最终使混凝土胀裂。引气可使混凝土中均匀稳定地分布微小、独立的封闭气泡，当孔隙内自由水冻结时，气泡被压缩，融解时，这些气泡可以恢复原状，可大为减轻冰冻给孔隙带来的胀压力。使混凝土获得很高的抗冻性能。这其中混凝土中气泡的大小和间距系数很关键，只有微小的（通常认为直径小于0.1mm的）、独立不连通（通常认为气泡间距0.2mm左右）的气泡才对抗冻性有利，大的、连通的气泡反而对混凝土抗冻性有害。一般地，掺引气剂或引气减水剂可使混凝土抗冻性提高几倍甚至十几倍。当混凝土含气量为3-6%时有较好的抗冻性。

三、影响因素

1、引气剂或引气减水剂的种类与掺量

不同种类的引气剂或引气减水剂对混凝土引气量的影响不一样，但都在一定范围内，随着掺量增加而增大。通常高级直链表面活性剂（如十二烷基硫酸钠）有很好的起泡能力，但气泡稳定性差，形状不规则，多呈多面体，非离子型表面活性剂气泡稳定性差，引气效果不好。皂类表面活性剂起泡能力和稳定性都很好。

2、混凝土的组成材料及配合比

水泥品种与细度：相同的外加剂对矿渣水泥和粉煤灰水泥的引气量小一些，水泥的细度越细，引气量越小。

粉煤灰：粉煤灰对表面活性剂有较强的吸附作用，因此混凝土掺粉煤灰后，引气剂的掺量要加大。

集料的种类与最大粒径：卵石混凝土的含气量一般大于碎石混凝土的含气量，采用天然砂的混凝土含气量大于人工砂混凝土含气量。粗集料最大粒径越大，引气剂在相同掺量下引气量越小。最大粒径40mm碎石混凝土的含气量比20mm的小1%-2%，比10mm的小2.5%-4%。细集料粒径在0.15-0.59之间时使砂浆中引入的空气量较大。

拌合水：在相同引气剂掺量下，拌合水量增加，引气量增加，水的硬度增加，混凝土含气量减少。

砂率：当砂率减少时，混凝土含气量减少，减少程度与掺加引气剂与否无关。

水胶比：一般地，相同引气剂掺量会造成混凝土含气量随水胶比变大而变大。

3、新拌混凝土状态

为了引入所需的空气量，坍落度越大，引气剂掺量越小，也就是说，同样的引气剂用量，随着混凝土坍落度的增加，含气量会明显变大。

4、拌合条件

当搅拌机搅拌量从搅拌能力的40%增加到100%时，混凝土含气量明显增加。在一定的时间范围内，混凝土的含气量随混凝土搅拌时间的延长而增加，超过这个范围，含气量反而减少，这个时间范围和混凝土原材料质量以及配合比、搅拌机性能有关，应通过试验对比取得。

拌合温度增高10度，含气量减少20%到30%。

5、浇灌条件

运输放置时间越长，含气量损失越大；混凝土振捣时间越长，含气量减少越多，而且在混凝土内部的振捣比在混凝土外部震动含气量下降的多。在泵送作用下，含气量会降低。

四、如何控制

1、选择品质好的引气剂保证有效引气

从引气对混凝土性能的影响可以看出，引气对混凝土的施工性能、耐久性能非常有利，但对力学性能有降低，而且有利作用的发挥，得益于引入的气泡是微小的、独立封闭不连通的气泡，大气泡、连通的气泡对混凝土并不有利。因此在控制混凝土含气量时，要选择引气稳定，引入气泡较小、对混凝土强度降低小的引气剂材料。

2、监控引气剂的相容性与混凝土原材料、生产的稳定性

从混凝土含气量的影响因素可以看到，同一种引气剂即使在相同的掺量下，由于引气剂与其他材料的相容性问题及材料的质量波动和生产施工过程的波动，引起量会发生较大的变化。因此，对于添加有引气剂的混凝土，一方面要求监控引气剂与各种原材料的相容性，不发生引起量的突变，例如，引气剂与减水剂、早强剂、缓凝剂、防冻剂等复合使用时，如产生絮凝或沉淀等现象，应分别配制溶液，并应分别加入搅拌机内。另一方面要加强混凝土原材料的稳定性控制以及混凝土搅拌、运输、浇筑等施工环节的稳定性控制，在混凝土的生产与施工过程中，严格按照规范要求检测混凝土含气量。当混凝土原材料、施工配合比或施工条件变化时，引气剂或引气减水剂的掺量应重新试验并确定。