混凝土產(chǎn)生氣泡原因分析及預防措施

1、混凝土產(chǎn)生氣泡原因分析及預防措施我工區(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行預防，現(xiàn)在對氣泡產(chǎn)生原因進行分析。氣泡有無害氣泡和有害氣泡之分。在混凝土中形成微小氣泡屬于無害氣泡。這種氣泡從混凝土結(jié)構(gòu)理論上來講，它不但不會降低強度，還會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)驗和請教相關(guān)前輩，主要有以下幾個方面的原因：(1)級配不合理，粗級料過多，細級料偏少；(2)骨料大小不當，針片狀顆粒含量過多；(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成分有關(guān)；(5)使用的脫模劑不

2、合理。混凝土結(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，由于氣泡行程過長，即使振搗的時間達到要求，氣泡也不能完全排出，這樣也會造成混凝土結(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)集料級配密實原理，在施工過程中，如果使用材料本身級配不合理，粗集料偏多骨料大小不當，石料中針片狀顆粒含量過多，以及在生產(chǎn)過程中實際使用砂率比實驗室提供的砂率要少，細粒料不足以填充粗集料之間的空隙，導致集料不密實，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，也是導致氣泡產(chǎn)生的主要原因。在實驗

3、室試配混凝土時，考慮水泥用量主要是針對強度而言。如果在能夠滿足混凝土強度的前提下，增加水泥用量，減少水的用量，氣泡會減少，但成本會加大。在水泥用量較少的混凝土拌和過程中，由于水和水泥的水化反應消耗部分用水較少，使得薄膜結(jié)合水、自由水相對較多，從而讓水泡形成的機率增大，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。所以需嚴控入模坍落度。混凝土的外摻劑和水泥自身的化學成分，也是導致氣泡產(chǎn)生的原因。雖然由于化學成分產(chǎn)生的氣泡比物理原因產(chǎn)生的氣泡，在生產(chǎn)實踐中出現(xiàn)的機率要小得多，但這也是一個不容忽視的原因。在混凝土拌和澆筑過程中，容易混進一些空氣?；炷涟韬臀锏臍馀菁炔荒茏孕幸莩觯膊粫?/p>

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，排除氣泡的重要手段。振搗時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，氣泡借助震動力冒出來。振搗能否密實，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，梁等要用插入式(也叫內(nèi)震式)振搗器，對于T形梁、箱梁和工字梁的腹板可配以附著式振搗器。振搗時間與氣泡的排除有直接的關(guān)系。一般來講，振搗時間越長，力量越大，混凝土越密實。但時間過長，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”。時間過短，骨料顆

5、粒還沒有靠攏緊密，不能將水和多余的空氣排出，達不到密實的目的。對于流動性較大的混凝土，震動力不能過大，時間不宜過長；對于干硬性混凝土，則必須強力振搗。振實的標志是：在振搗過程中，當混凝土停止下沉，表面不在出現(xiàn)氣泡，就認為已經(jīng)振實。在一定條件下，延長振搗時間，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，能有效提高震動范圍，而頻率過大時，振動范圍反而又減小。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，搗實的混凝土厚度也不同。采用插入式振搗器時，分層厚度不應大于振搗棒長

6、度的0.8倍，采用表面振搗器時，分層厚度不應大于20cm。振搗有效范圍還跟混凝土的稠度有關(guān)，一般震動波隨著四周距離的延長而減弱，對于干硬性混凝土和易性越差，震動能的衰減越大，有效距離越短，對于流動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受到振搗，拔出時則要慢，否則振搗棒的位置不易被混凝土填實，容易形成空隙。溫度變化的影響?；炷潦芩嗨療嶙饔谩⒋髿饧爸車鷾囟?、電氣焊接等因素影響而冷熱變化時，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)生通常無一定規(guī)律。二、防預氣泡產(chǎn)生的措施(1)嚴格把好材料關(guān)，控制骨料大小和針片狀顆粒含量，備料時要認真篩選，剔除不合格材料。(2)通過控制砂子細度模數(shù)和中砂粗粒含量，避免混凝土中砂漿的自分離現(xiàn)象（即避免較細的砂子顆粒攜帶部分水泥漿在混凝土振搗過程中從砂漿中分離出來形成表面浮漿），解決混凝土表面浮漿問題(3)選擇適當?shù)乃冶龋梢栽趯嶒炇覂?nèi)多做幾組，相互比較從中擇優(yōu)選用。在能保證混凝土強度的前提下，建議采用標號較低或者相關(guān)物理技術(shù)性能指標偏差小一些的水泥，以增大水泥用量。(4)努力降低實際生產(chǎn)與實驗之間的偏差。施工過程中要及時做好材料含水量檢測，應該做

8、到每車集料都要過稱，如能采用電子計量效果更佳，采取質(zhì)量比控制，并隨時調(diào)整現(xiàn)場配合比，使用水量和砂率不致發(fā)生較大偏差。(5)水泥應選用普通水泥或硅酸鹽水泥，水泥的標號應與混凝土配合比的標號相適應，不宜采用標號過高的水泥，否則會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30cm。上層混凝土必須在下層混凝土振搗密實后方能澆注。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；選用合理的振搗時間、振搗半徑和頻率，防止漏振或過

9、振；振搗時要“快插慢拔”，且振搗器在振搗新一層混凝土時機頭應稍插入到下層，便于兩層的結(jié)合。(7)模板應保持光潔，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)脫模劑也要檢測看看和混凝土有反映沒，也就是混凝土沒凝固時的反映。最后，經(jīng)過試驗室對多種原材料進行配比，發(fā)現(xiàn)外加劑和水泥有不兼容現(xiàn)象，導致混凝土氣泡過多，我們對這方面進行了優(yōu)化和調(diào)整，避免了這種現(xiàn)象的再次發(fā)生。氣泡多那是一個綜合問題，有模板問題，有脫模劑問題，有工人水平問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，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，我們應根據(jù)實際情況作出相應的處理?；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度的控制做為重點,而對其表觀質(zhì)量重視不夠。現(xiàn)以本人參加的一建設(shè)項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)就我們對氣泡的認識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程中,由于材料、施工工藝條件等方面的原因

11、,往往會導致混凝土表面產(chǎn)生一些氣泡,特別是商品混凝土更易形成氣泡。少量的氣泡不會對構(gòu)件或建筑物產(chǎn)生大的影響;但太多的氣泡也會帶來一些問題。表面氣泡的存在不但會影響構(gòu)件美觀,對混凝土的耐久性也產(chǎn)生一定的影響。因此需要對氣泡較多的混凝土表面進行二次處理,要花費工料,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恋燃墳镃40(16層以下),C35(16層及以上)。在結(jié)構(gòu)施工過程中,一層墻體混凝土出現(xiàn)了較嚴重的表面氣泡現(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、施工操作方法、模板及混凝土情況在現(xiàn)場組織了專題會議對氣泡產(chǎn)生原因進行分析、研究。從氣泡的分布特點上看,氣泡主要產(chǎn)生在墻體上,而梁板上很少,對同一墻面是上部較多下部較少,說明氣泡的產(chǎn)生與構(gòu)件的高度有關(guān),同時也與振搗時間、澆筑厚度等有關(guān)。經(jīng)分析認為產(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導到混凝土中含氣量增加,如果不能有效排出,會導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,粉煤灰會導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致氣泡產(chǎn)生的原因。3.3 大鋼

13、模使用機油做脫模劑,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,而用竹膠板時氣泡相對較少。同時鋼大模板封閉太嚴,表面排氣困難。3.4 操作工人振搗時間不足(此類混凝土的振搗時間應比普通混凝土長),插振點不均勻,未按操作規(guī)程進行。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,對于剪力墻混凝土的澆筑厚度要嚴格控制。而現(xiàn)場澆筑剪力墻混凝土時,澆筑厚度的控制措施往往不到位,大部分沒有控制措施,僅憑感覺下料。3.6 商品混凝土運送道路較遠,混凝土坍落度損失較大,到現(xiàn)場時已很粘,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。骨料級配

14、不合理會直接導致氣泡產(chǎn)生,根據(jù)骨料級配密實原理,在施工過程中,如果砂石料本身級配不合理,或碎石材料中針片狀顆料含量過多,以及在生產(chǎn)過程中實際使用砂率比試驗室提供的砂率小,粗骨料間會形成大的空隙,細粒料不足以填充粗骨料之間的空隙,導致骨料不密實,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,也是導致氣泡產(chǎn)生的重要原因。在試驗室做混凝土試配時, 主要是針對強度考慮水泥用量,在能保證強度的前提下,對于較高等級的混凝土應盡量減少水泥量以降低混凝土的粘度,同時水灰比也要盡量小一些,因為當自由水存在于混凝土中時,水分蒸發(fā)后便形成氣泡。摻合料的多少也會影響氣泡數(shù)量的增減,當混凝土中水泥的含量可以保證

15、混凝土的強度時,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,同時降低造價。形成的膠凝材料能填塞骨料間的空隙,減少氣泡的產(chǎn)生;但加入過量的摻合料會導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致氣泡產(chǎn)生的原因?；炷镣饧觿┮矔е職馀莓a(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,使混凝土在運輸和泵送過程中不泌水,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產(chǎn)生一些氣泡來改善混凝土的施工性能,它們?yōu)槭┕肀憷耐瑫r也會使這些氣泡匯聚到混凝土表面,特別是減水劑對表面氣泡的產(chǎn)生影響較大,有關(guān)試驗結(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程中,容易混進一些空氣?；烊牖炷涟韬衔镏械臍馀莼旧喜荒茏孕信懦?只有通過振搗才能將氣泡排除,使混凝土獲得密實。在振搗力的作用下骨料顆?；ハ嗫繑n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、氣泡能否排出和許多因素相關(guān),首先是振搗器類型對氣泡產(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。其次是振搗時間與混凝土表面氣泡的數(shù)量有直接的關(guān)系。一般來講,振搗時間越長,振動力越大,混凝土越密實,但時間太久易使混凝土發(fā)生分層、泌水,存在一個最佳振搗時間。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,分層厚度不應大于振搗棒頭長度的0.8 倍,而且混凝土等級

18、越高、粘滯力越大,厚度相應要減小。提高振動頻率,能有效提高振動范圍,而頻率過大時,振動范圍反而減小,實踐證明,頻率在12000r/min 時,振動有效范圍最大。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程中慢慢聚合填實,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程中,由于自由水及氣泡往兩邊及上面走動,使得封閉很嚴的不吸水鋼模與混凝土接觸面含水、氣較多,同時鋼模上的油有一定粘滯力,使得接觸面的水、氣不易跑動,這樣混凝土表面形成氣泡的機率就較大;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際情況相符。由此可見,使用鋼模板對氣泡的排出是不利的。5. 氣泡的防治措施通過對上述各種因素的分析,計對本工程采取了以下防治措施。5.1 與商品混凝土廠家商量,對混凝土配合比進行了調(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 加強混凝土生產(chǎn)質(zhì)量控制,努力降低實際生產(chǎn)與試驗之間的偏差。生產(chǎn)混凝土的過程中要及時做好材料含水率檢測,隨時調(diào)