混凝土表面產(chǎn)生氣泡及色差原因分析

混凝土表面產(chǎn)生氣泡及色差原因分析1氣泡問題混凝土表面氣泡主要是混凝土中的氣泡無法順利排出并聚結(jié)在模板邊緣的后果?；炷恋谋砻鏆馀輪栴}比較復(fù)雜，需要從材料和施工工藝兩方面著手。1.1材料部分墩身混凝土使用C40混凝土，采用泵送工藝。水泥為武漢亞東ＰＯ42.5水泥。河砂為岳陽中砂，細(xì)度模數(shù)2.5～2.8。碎石采用馬坡口5～10ｍｍ和10～20ｍｍ兩級配碎石。減水劑為武漢港灣新材料有限公司生產(chǎn)的CP—J聚羧酸減水劑，水采用地下水。理論配合比如表1所示。由Stokes原理可知，氣泡上升的速度與氣泡大小成正比，與粘液的粘度成反比，因此粘度越小，氣泡溢出越容易。而坍落度反映的是混凝土的屈服強(qiáng)度，即通過調(diào)節(jié)減水劑摻量和用水量，可以得到兩組坍落度相同但粘度存在明顯差異的混凝土。所以除坍落度要求外，還需要使用倒坍落度時(shí)間來控制混凝土狀態(tài)。通過長期試驗(yàn)總結(jié)倒坍落度時(shí)間控制在8～15s時(shí)，混凝土表面氣泡較少。此外控制混凝土的含氣量也十分重要，混凝土中氣泡按來源可分為空氣泡、減水劑引入的氣泡、引氣劑引入的氣泡。合格的引氣劑引入的氣泡相對穩(wěn)定，一般不會聚結(jié)成大氣泡溢出。但是摻入引氣劑后，混凝土粘度增大，增加了其它種類氣泡溢出的阻力。空氣泡可以認(rèn)為是混凝土固有氣泡。水灰比、砂率、水泥細(xì)度與用量、粉煤灰摻量等都會對混凝土含氣量產(chǎn)生影響。混凝土中這類氣泡屬于不穩(wěn)定氣泡，在振搗時(shí)容易結(jié)合成大氣泡溢出。而減水劑引入的氣泡粒徑小，不穩(wěn)定、不規(guī)則，相對于空氣泡難以排出，對混凝土表面影響較大。所以在減水劑復(fù)配時(shí)，需要摻入一定量的消泡劑以消除減水劑中的介穩(wěn)氣泡。1.2施工工藝施工工藝對混凝土表面氣泡有直接影響，需要特別注意振搗時(shí)間、振搗間距等。相關(guān)資料顯示，隨著振搗時(shí)間延長，氣泡變化過程可分為3個(gè)階段。如圖1所示，在最開始一段時(shí)間內(nèi)隨振搗時(shí)間延長，混凝土中大氣泡數(shù)量迅速減少。而繼續(xù)延長振搗時(shí)間，混凝土表面大氣泡數(shù)量又開始增加，達(dá)到峰值后又逐漸下降。王迎春通過試驗(yàn)得到類似的結(jié)論。通過分析認(rèn)為，第一階段混凝土表面氣泡迅速減少是因?yàn)榭諝馀葜行馀菰谡駬v作用下迅速結(jié)合為大氣泡溢出。而減水劑引入的介穩(wěn)氣泡，泡徑較小，經(jīng)振搗一段時(shí)間后才開始結(jié)合，表現(xiàn)為第二階段大氣泡數(shù)量隨振搗時(shí)間延長而增加。所以存在一個(gè)合適的振搗時(shí)間，使得混凝土表面大氣泡數(shù)量存在一個(gè)極小值。施工中混凝土表面出現(xiàn)浮漿，沒有明顯氣泡冒出時(shí)即可以停止振搗。從硬化混凝土表面氣泡的特征推斷問題出現(xiàn)的大致原因，有利于找到改進(jìn)的方向。表面氣泡特征大致可分為氣泡分布是否均勻、數(shù)量多少、氣泡形狀、泡徑大小四個(gè)方面?；炷帘砻娉霈F(xiàn)大的、不規(guī)則的氣泡很可能為振搗時(shí)漏振所致。若混凝土表面氣泡較少，但多以大氣泡出現(xiàn)，形狀接近圓形，混凝土光澤度好，可能為澆筑時(shí)混凝土坍落度較大，振搗時(shí)浮漿出現(xiàn)早而欠振所致，對應(yīng)圖1中第一階段。當(dāng)混凝土表面出現(xiàn)均勻分布的、大量針孔狀小氣泡時(shí)，可能的原因?yàn)闈仓幕炷琳扯容^大導(dǎo)致小氣泡難以移動聚結(jié)成大氣泡，或脫模劑效果較差。若水波紋和氣泡一同出現(xiàn)，則說明混凝土過振，對應(yīng)圖1中第二階段。2色差2.1材料部分與表面氣泡問題相似的是，混凝土色差問題也可以大致分為混凝土材料部分和施工工藝部分。從材料方面來講，材料的質(zhì)量波動可造成混凝土色差的出現(xiàn)。如粗集料中花崗巖與石灰?guī)r顏色差異較大，兩者混用時(shí)易導(dǎo)致顏色突變。不同批次水泥存在細(xì)度、混合材成分、標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量差異時(shí)，混凝土表面硬化后易出現(xiàn)顏色不一致的狀況。當(dāng)用水量控制不好導(dǎo)致混凝土坍落度波動大時(shí)也會出現(xiàn)色差的問題，如圖2所示混凝土上下表面存在明顯的分界線。造成這種現(xiàn)象的原因?yàn)樗z比存在差異導(dǎo)致水泥水化程度不同，混凝土呈現(xiàn)不同的顏色。水灰比大時(shí)混凝土中水泥水化程度高，生成更多的氫氧化鈣，混凝土顏色偏白。而水灰比小時(shí)混凝土顏色較青。施工過程中，水泥溫度、粉煤灰需水量、砂石集料含水率、含泥量等都會引起混凝土用水量的變化。集料含水率會隨堆放時(shí)間和氣溫變化而變化，引起坍落度出現(xiàn)波動，需密切關(guān)注攪拌電流的變化。而細(xì)集料吸水率大時(shí)，會明顯增大混凝土的用水量并引起明顯坍損，需要引起特別注意。粉煤灰出現(xiàn)質(zhì)量波動時(shí)也會造成明顯影響。圖3為兩批粉煤灰拌制的混凝土，使用灰色粉煤灰拌制的混凝土狀態(tài)良好，而使用發(fā)黑粉煤灰的混凝土坍落度、坍落擴(kuò)展度都較小。分析認(rèn)為黑色粉煤灰會明顯吸附減水劑，當(dāng)為獲得良好的流動性而增大用水量時(shí)，易引起混凝土表面顏色差異。2.2施工工藝施工工藝對混凝土表面色差會有直接影響。從模板的準(zhǔn)備到脫模劑的涂刷再到混凝土的振搗都會對混凝土表面色差產(chǎn)生影響。為避免鐵銹的出現(xiàn)，施工過程中需對模板進(jìn)行精細(xì)化處理。施工前對模板進(jìn)行打磨，反復(fù)清洗直至用紙擦拭不出現(xiàn)明顯污跡時(shí)，才進(jìn)行脫模劑的涂刷工作。為保證脫模劑涂刷均勻，特采用滾輪進(jìn)行涂刷。當(dāng)模板上涂刷脫模劑不均勻時(shí)，會導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)黑斑。脫模劑涂刷完后立即覆蓋薄膜防止污染。此外施工過程中要注意振搗均勻，防止過度振搗使混凝土出現(xiàn)離析。3結(jié)論混凝土表面氣泡和色差問題影響因素較多，需要從材料和施工工藝上共同控制。ａ.從混凝土角度來講，需要做好原材料控制，保證材料質(zhì)量不出現(xiàn)明顯的波動。嚴(yán)格控制混凝土坍落度和用水量?？刂苹炷梁瑲饬浚⒁庀郎p水劑中的介穩(wěn)氣泡。除坍落度外控制好混凝土的粘度。ｂ.從施工工藝角度來講，需要控制振搗時(shí)間、振