混凝土產(chǎn)生氣泡原因分析及預(yù)防措施

1、混凝土產(chǎn)生氣泡原因分析及預(yù)防措施我工區(qū)在DK175+990框架涵混凝土混凝土施工中發(fā)現(xiàn)表面氣泡多，不美觀，影響了外觀質(zhì)量，為了在以后工作中進(jìn)行預(yù)防，現(xiàn)在對(duì)氣泡產(chǎn)生原因進(jìn)行分析。氣泡有無(wú)害氣泡和有害氣泡之分。在混凝土中形成微小氣泡屬于無(wú)害氣泡。這種氣泡從混凝土結(jié)構(gòu)理論上來(lái)講，它不但不會(huì)降低強(qiáng)度，還會(huì)大大提高混凝土的耐久性。一、產(chǎn)生氣泡的原因產(chǎn)生氣泡的原因很多，根據(jù)自己經(jīng)驗(yàn)和請(qǐng)教相關(guān)前輩，主要有以下幾個(gè)方面的原因：(1)級(jí)配不合理，粗級(jí)料過(guò)多，細(xì)級(jí)料偏少；(2)骨料大小不當(dāng)，針片狀顆粒含量過(guò)多；(3)用水量較大，水灰比較高的混凝土；(4)與某些外摻劑以及水泥自身的化學(xué)成分有關(guān)；(5)使用的脫模劑不

2、合理?；炷两Y(jié)構(gòu)面層的氣泡一旦接觸到粘稠的脫模劑，就很難隨著振搗而上升排出。直接導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)氣泡(6)與混凝土澆筑中振搗不充分、不均勻有關(guān)。往往澆注厚度都偏高，由于氣泡行程過(guò)長(zhǎng)，即使振搗的時(shí)間達(dá)到要求，氣泡也不能完全排出，這樣也會(huì)造成混凝土結(jié)構(gòu)表面氣泡氣泡的形成主要是屬于一種物理原因。根據(jù)集料級(jí)配密實(shí)原理，在施工過(guò)程中，如果使用材料本身級(jí)配不合理，粗集料偏多骨料大小不當(dāng)，石料中針片狀顆粒含量過(guò)多，以及在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)際使用砂率比實(shí)驗(yàn)室提供的砂率要少，細(xì)粒料不足以填充粗集料之間的空隙，導(dǎo)致集料不密實(shí)，形成自由空隙，為氣泡的產(chǎn)生提供了條件。水泥和水的用量，也是導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生的主要原因。在實(shí)驗(yàn)

3、室試配混凝土?xí)r，考慮水泥用量主要是針對(duì)強(qiáng)度而言。如果在能夠滿足混凝土強(qiáng)度的前提下，增加水泥用量，減少水的用量，氣泡會(huì)減少，但成本會(huì)加大。在水泥用量較少的混凝土拌和過(guò)程中，由于水和水泥的水化反應(yīng)消耗部分用水較少，使得薄膜結(jié)合水、自由水相對(duì)較多，從而讓水泡形成的機(jī)率增大，這便是用水量較大，水灰比較高的混凝土易產(chǎn)生氣泡的原因所在。所以需嚴(yán)控入模坍落度。混凝土的外摻劑和水泥自身的化學(xué)成分，也是導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生的原因。雖然由于化學(xué)成分產(chǎn)生的氣泡比物理原因產(chǎn)生的氣泡，在生產(chǎn)實(shí)踐中出現(xiàn)的機(jī)率要小得多，但這也是一個(gè)不容忽視的原因。在混凝土拌和澆筑過(guò)程中，容易混進(jìn)一些空氣?；炷涟韬臀锏臍馀菁炔荒茏孕幸莩?，也不會(huì)靠

4、本身的重量將這些氣泡排出，所以振搗是使混凝土獲得密實(shí)，排除氣泡的重要手段。振搗時(shí)骨料顆粒相互靠攏緊密，將空氣帶著一部分水泥漿擠到上部，氣泡借助震動(dòng)力冒出來(lái)。振搗能否密實(shí)，氣泡能否排出和許多因素相關(guān)。不同結(jié)構(gòu)類型的混凝土要選用不同的振搗器，振搗器的種類不同，性能也顯著不同。淺薄的結(jié)構(gòu)，如橋面鋪裝層，一結(jié)構(gòu)物，如基礎(chǔ)墩臺(tái)，梁等要用插入式(也叫內(nèi)震式)振搗器，對(duì)于T形梁、箱梁和工字梁的腹板可配以附著式振搗器。振搗時(shí)間與氣泡的排除有直接的關(guān)系。一般來(lái)講，振搗時(shí)間越長(zhǎng)，力量越大，混凝土越密實(shí)。但時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，石子下沉，水泥漿上浮，發(fā)生分層、泌水、離析現(xiàn)象，使有害氣體集中于頂部，形成“松頂”。時(shí)間過(guò)短，骨料顆

5、粒還沒(méi)有靠攏緊密，不能將水和多余的空氣排出，達(dá)不到密實(shí)的目的。對(duì)于流動(dòng)性較大的混凝土，震動(dòng)力不能過(guò)大，時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)；對(duì)于干硬性混凝土，則必須強(qiáng)力振搗。振實(shí)的標(biāo)志是：在振搗過(guò)程中，當(dāng)混凝土停止下沉，表面不在出現(xiàn)氣泡，就認(rèn)為已經(jīng)振實(shí)。在一定條件下，延長(zhǎng)振搗時(shí)間，可以提高振搗效果，但不能增加有效范圍。而有效范圍之內(nèi)的氣泡才能在振搗過(guò)程中排出，所以要選擇合理的振搗半徑。提高振搗頻率，能有效提高震動(dòng)范圍，而頻率過(guò)大時(shí)，振動(dòng)范圍反而又減小。在通常情況下，插入式振搗器的振搗半徑是4575cm，插入間距大都限制在60cm以下。不同的振搗方法，搗實(shí)的混凝土厚度也不同。采用插入式振搗器時(shí)，分層厚度不應(yīng)大于振搗棒長(zhǎng)

6、度的0.8倍，采用表面振搗器時(shí)，分層厚度不應(yīng)大于20cm。振搗有效范圍還跟混凝土的稠度有關(guān)，一般震動(dòng)波隨著四周距離的延長(zhǎng)而減弱，對(duì)于干硬性混凝土和易性越差，震動(dòng)能的衰減越大，有效距離越短，對(duì)于流動(dòng)性大的混凝土則相反。振搗器插入的速度也影響氣泡的排出。要求是“快插慢拔”，即插入速度要快，使上下部混凝土幾乎同時(shí)受到振搗，拔出時(shí)則要慢，否則振搗棒的位置不易被混凝土填實(shí)，容易形成空隙。溫度變化的影響。混凝土受水泥水化熱作用、大氣及周圍溫度、電氣焊接等因素影響而冷熱變化時(shí)，發(fā)生收縮和膨脹，能產(chǎn)生表面氣泡。溫度表面氣泡區(qū)別其它表面氣泡最主要特征是將隨溫度變化而擴(kuò)張或合攏。其多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變

7、化較大地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)中。這種表面氣泡的產(chǎn)生通常無(wú)一定規(guī)律。二、防預(yù)氣泡產(chǎn)生的措施(1)嚴(yán)格把好材料關(guān)，控制骨料大小和針片狀顆粒含量，備料時(shí)要認(rèn)真篩選，剔除不合格材料。(2)通過(guò)控制砂子細(xì)度模數(shù)和中砂粗粒含量，避免混凝土中砂漿的自分離現(xiàn)象（即避免較細(xì)的砂子顆粒攜帶部分水泥漿在混凝土振搗過(guò)程中從砂漿中分離出來(lái)形成表面浮漿），解決混凝土表面浮漿問(wèn)題(3)選擇適當(dāng)?shù)乃冶?，可以在?shí)驗(yàn)室內(nèi)多做幾組，相互比較從中擇優(yōu)選用。在能保證混凝土強(qiáng)度的前提下，建議采用標(biāo)號(hào)較低或者相關(guān)物理技術(shù)性能指標(biāo)偏差小一些的水泥，以增大水泥用量。(4)努力降低實(shí)際生產(chǎn)與實(shí)驗(yàn)之間的偏差。施工過(guò)程中要及時(shí)做好材料含水量檢測(cè)，應(yīng)該做

8、到每車集料都要過(guò)稱，如能采用電子計(jì)量效果更佳，采取質(zhì)量比控制，并隨時(shí)調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)配合比，使用水量和砂率不致發(fā)生較大偏差。(5)水泥應(yīng)選用普通水泥或硅酸鹽水泥，水泥的標(biāo)號(hào)應(yīng)與混凝土配合比的標(biāo)號(hào)相適應(yīng)，不宜采用標(biāo)號(hào)過(guò)高的水泥，否則會(huì)降低混凝土中水泥的用量，影響混凝土的和易性。(6)混凝土的澆注應(yīng)按一定的厚度、順序、和方向分層澆筑，從梁的一端一層一層循序進(jìn)展至另一端向相反方向投料，并在距該端4-5m處合攏。分層下料、振搗，每層厚度不超過(guò)30cm。上層混凝土必須在下層混凝土振搗密實(shí)后方能澆注。高度重視混凝土的振搗。要選擇適宜的振搗設(shè)備，盡量使用插入式振搗器；選用合理的振搗時(shí)間、振搗半徑和頻率，防止漏振或過(guò)

9、振；振搗時(shí)要“快插慢拔”，且振搗器在振搗新一層混凝土?xí)r機(jī)頭應(yīng)稍插入到下層，便于兩層的結(jié)合。(7)模板應(yīng)保持光潔，脫模劑要涂抹均勻但不宜涂的太多太厚。如條件允許可，在模板上打小孔以排出下面的空氣或多余的水分。(8)模板要能吸一部分混凝土表面自由水；(9)脫模劑也要檢測(cè)看看和混凝土有反映沒(méi)，也就是混凝土沒(méi)凝固時(shí)的反映。最后，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)室對(duì)多種原材料進(jìn)行配比，發(fā)現(xiàn)外加劑和水泥有不兼容現(xiàn)象，導(dǎo)致混凝土氣泡過(guò)多，我們對(duì)這方面進(jìn)行了優(yōu)化和調(diào)整，避免了這種現(xiàn)象的再次發(fā)生。氣泡多那是一個(gè)綜合問(wèn)題，有模板問(wèn)題，有脫模劑問(wèn)題，有工人水平問(wèn)題只要分析清楚氣泡產(chǎn)生的原因，找出相適宜的方法，混凝土的表面氣泡是可以消除的。

10、同時(shí)，氣泡的產(chǎn)生原因往往不是單一造成的，解決的方法也不是一成不變的，我們應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況作出相應(yīng)的處理?；炷帘砻鏆馀莸漠a(chǎn)生原因混凝土施工質(zhì)量涉及結(jié)構(gòu)安全,建設(shè)施工各方主體都很重視。但大家更多的是把混凝土強(qiáng)度的控制做為重點(diǎn),而對(duì)其表觀質(zhì)量重視不夠?，F(xiàn)以本人參加的一建設(shè)項(xiàng)目為例談一談混凝土表面氣泡產(chǎn)生原因及防治措施。正在施工的某高層住宅工程混凝土剪力墻表面氣泡較多,我們查閱資料,分析原因,與商品混凝土廠家共同商量,采取了相應(yīng)的防治措施,使混凝土剪力墻表面氣泡現(xiàn)象得到明顯改善?，F(xiàn)就我們對(duì)氣泡的認(rèn)識(shí)和防治措施介紹如下。1. 混凝土墻表面氣泡的危害在混凝土的成型過(guò)程中,由于材料、施工工藝條件等方面的原因

11、,往往會(huì)導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生一些氣泡,特別是商品混凝土更易形成氣泡。少量的氣泡不會(huì)對(duì)構(gòu)件或建筑物產(chǎn)生大的影響;但太多的氣泡也會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題。表面氣泡的存在不但會(huì)影響構(gòu)件美觀,對(duì)混凝土的耐久性也產(chǎn)生一定的影響。因此需要對(duì)氣泡較多的混凝土表面進(jìn)行二次處理,要花費(fèi)工料,增加了施工成本。2. 工程基本情況本工程為鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu),地下1 層,地上25層,采用全鋼大模板,混凝土使用泵送商品混凝土?；炷恋燃?jí)為C40(16層以下),C35(16層及以上)。在結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中,一層墻體混凝土出現(xiàn)了較嚴(yán)重的表面氣泡現(xiàn)象, 最大氣泡直徑有5mm,深度有2mm,而且數(shù)量較多,分布不均勻。3. 氣泡產(chǎn)生的原因 根據(jù)

12、氣泡產(chǎn)生的部位、分布特點(diǎn)、施工操作方法、模板及混凝土情況在現(xiàn)場(chǎng)組織了專題會(huì)議對(duì)氣泡產(chǎn)生原因進(jìn)行分析、研究。從氣泡的分布特點(diǎn)上看,氣泡主要產(chǎn)生在墻體上,而梁板上很少,對(duì)同一墻面是上部較多下部較少,說(shuō)明氣泡的產(chǎn)生與構(gòu)件的高度有關(guān),同時(shí)也與振搗時(shí)間、澆筑厚度等有關(guān)。經(jīng)分析認(rèn)為產(chǎn)生氣泡的主要原因有:3.1 混凝土中摻入外加劑的引氣作用會(huì)導(dǎo)到混凝土中含氣量增加,如果不能有效排出,會(huì)導(dǎo)致混凝土剪力墻表面產(chǎn)生氣泡。3.2 混凝土中摻合料的多少也會(huì)影響氣泡數(shù)量的增減,目前西安地區(qū)的商品混凝土都摻有粉煤灰,粉煤灰會(huì)導(dǎo)致混凝土的粘度增加,影響氣泡的排出,故商品混凝土中摻合料較多也是導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生的原因。3.3 大鋼

13、模使用機(jī)油做脫模劑,粘度很大,施工中又涂刷不均,局部太厚,影響氣泡上升,限制了表面氣泡的排出,而用竹膠板時(shí)氣泡相對(duì)較少。同時(shí)鋼大模板封閉太嚴(yán),表面排氣困難。3.4 操作工人振搗時(shí)間不足(此類混凝土的振搗時(shí)間應(yīng)比普通混凝土長(zhǎng)),插振點(diǎn)不均勻,未按操作規(guī)程進(jìn)行。3.5 一次澆筑厚度太大,致使振搗效果不好,氣泡更難于排出,對(duì)于剪力墻混凝土的澆筑厚度要嚴(yán)格控制。而現(xiàn)場(chǎng)澆筑剪力墻混凝土?xí)r,澆筑厚度的控制措施往往不到位,大部分沒(méi)有控制措施,僅憑感覺(jué)下料。3.6 商品混凝土運(yùn)送道路較遠(yuǎn),混凝土坍落度損失較大,到現(xiàn)場(chǎng)時(shí)已很粘,影響氣泡的排除。4.1 混凝土原材料的影響。這里主要分析氣泡形成的物理原因。骨料級(jí)配

14、不合理會(huì)直接導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生,根據(jù)骨料級(jí)配密實(shí)原理,在施工過(guò)程中,如果砂石料本身級(jí)配不合理,或碎石材料中針片狀顆料含量過(guò)多,以及在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)際使用砂率比試驗(yàn)室提供的砂率小,粗骨料間會(huì)形成大的空隙,細(xì)粒料不足以填充粗骨料之間的空隙,導(dǎo)致骨料不密實(shí),形成產(chǎn)生氣泡的自由空隙。另外水泥的多少和水灰比的大小,也是導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生的重要原因。在試驗(yàn)室做混凝土試配時(shí), 主要是針對(duì)強(qiáng)度考慮水泥用量,在能保證強(qiáng)度的前提下,對(duì)于較高等級(jí)的混凝土應(yīng)盡量減少水泥量以降低混凝土的粘度,同時(shí)水灰比也要盡量小一些,因?yàn)楫?dāng)自由水存在于混凝土中時(shí),水分蒸發(fā)后便形成氣泡。摻合料的多少也會(huì)影響氣泡數(shù)量的增減,當(dāng)混凝土中水泥的含量可以保證

15、混凝土的強(qiáng)度時(shí),可用摻合料代替部分水泥,適量的摻合料能改善混凝土的和易性,同時(shí)降低造價(jià)。形成的膠凝材料能填塞骨料間的空隙,減少氣泡的產(chǎn)生;但加入過(guò)量的摻合料會(huì)導(dǎo)致混凝土的粘度增加,影響氣泡的排出,故商品混凝土中摻合料較多也是導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生的原因?；炷镣饧觿┮矔?huì)導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生。目前常用的木質(zhì)素磺酸鹽、腐植酸鹽、聚羧酸系及氨基磺酸鹽系等減水劑,由于能降低液氣界面張力,都具有一定的引氣作用。這些減水劑摻入混凝土拌合物中,不但能吸附在固液界面上,而且能吸附在液氣界面上,使混凝土拌合物中易于形成許多微小氣泡,這就是所謂“引氣”作用。這些氣泡可以改善混凝土拌合物的和易性,使混凝土在運(yùn)輸和泵送過(guò)程中不泌水,不

16、離析,并保持較穩(wěn)定的坍落度。引氣劑、減水劑之類的外加劑許多是通過(guò)產(chǎn)生一些氣泡來(lái)改善混凝土的施工性能,它們?yōu)槭┕?lái)便利的同時(shí)也會(huì)使這些氣泡匯聚到混凝土表面,特別是減水劑對(duì)表面氣泡的產(chǎn)生影響較大,有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果表明,減水劑ZB-1A 摻量0.7%的混凝土表面氣泡數(shù)量是不摻減水劑的混凝土的3.5倍,而且摻量越大影響越明顯。4.2 施工工藝的影響。在混凝土的拌制和澆筑過(guò)程中,容易混進(jìn)一些空氣?；烊牖炷涟韬衔镏械臍馀莼旧喜荒茏孕信懦?只有通過(guò)振搗才能將氣泡排除,使混凝土獲得密實(shí)。在振搗力的作用下骨料顆粒互相靠攏緊密,膠結(jié)料填充骨料間的空隙,將拌合物中的空氣帶著一部分水泥漿擠到上部,并排入大氣。振搗能

17、否密實(shí)、氣泡能否排出和許多因素相關(guān),首先是振搗器類型對(duì)氣泡產(chǎn)生的影響,要根據(jù)不同結(jié)構(gòu)類型的混凝土選用不同的振搗器。淺薄的平板結(jié)構(gòu),可選用平板振搗器,也可用插入式振搗器。深厚的結(jié)構(gòu),如基礎(chǔ)、梁柱等要用插入式振搗器。其次是振搗時(shí)間與混凝土表面氣泡的數(shù)量有直接的關(guān)系。一般來(lái)講,振搗時(shí)間越長(zhǎng),振動(dòng)力越大,混凝土越密實(shí),但時(shí)間太久易使混凝土發(fā)生分層、泌水,存在一個(gè)最佳振搗時(shí)間。振搗的效果還和振搗器有效半徑、分層厚度、振搗頻率和混凝土的稠度有關(guān)。插入式振搗器的振搗半徑是4575cm,一般插入間距取50cm;分層厚度與振搗工具有關(guān),采用插入式振搗器時(shí),分層厚度不應(yīng)大于振搗棒頭長(zhǎng)度的0.8 倍,而且混凝土等級(jí)

18、越高、粘滯力越大,厚度相應(yīng)要減小。提高振動(dòng)頻率,能有效提高振動(dòng)范圍,而頻率過(guò)大時(shí),振動(dòng)范圍反而減小,實(shí)踐證明,頻率在12000r/min 時(shí),振動(dòng)有效范圍最大。振搗有效范圍還與混凝土的稠度有關(guān)。振搗器插入的速度、方法也會(huì)影響氣泡的排出。要快插慢拔,否則振搗棒的位置易形成砂漿窩或空隙,慢拔可使空隙在振搗過(guò)程中慢慢聚合填實(shí),也利于氣泡外溢。4.3 模板的影響。目前框架及剪力墻結(jié)構(gòu)的混凝土施工主要使用鋼模板或竹膠板。鋼模板采用油性脫模劑, 竹(木)膠板模板表面刷水性劑脫模劑。在鋼模成型的混凝土振搗過(guò)程中,由于自由水及氣泡往兩邊及上面走動(dòng),使得封閉很嚴(yán)的不吸水鋼模與混凝土接觸面含水、氣較多,同時(shí)鋼模上的油有一定粘滯力,使得接觸面的水、氣不易跑動(dòng),這樣混凝土表面形成氣泡的機(jī)率就較大;而竹(木)模板由于用水性脫模劑,粘滯阻力小,情況較好,這也與我們觀察的實(shí)際情況相符。由此可見,使用鋼模板對(duì)氣泡的排出是不利的。5. 氣泡的防治措施通過(guò)對(duì)上述各種因素的分析,計(jì)對(duì)本工程采取了以下防治措施。5.1 與商品混凝土廠家商量,對(duì)混凝土配合比進(jìn)行了調(diào)整,調(diào)整后的混凝土水泥用量和砂率略有增加,粉煤灰摻量減小,混凝土粘度降低。詳見表1:5.2 加強(qiáng)混凝土生產(chǎn)質(zhì)量控制,努力降低實(shí)際生產(chǎn)與試驗(yàn)之間的偏差。生產(chǎn)混凝土的過(guò)程中要及時(shí)做好材料含水率檢測(cè),隨時(shí)調(diào)