混凝土氣泡的成因及有效防治方式研究

徐林海

安徽三建工程有限公司

混凝土氣泡的成因及有效防治方式研究

徐林海

安徽三建工程有限公司

文章主要對混凝土氣泡的成因及有效防治方式進(jìn)行探究。具體是結(jié)合工程實(shí)例，對造成混凝土表面出現(xiàn)氣泡的原因進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上提出了控制水膠比和外加劑含量、均勻攪拌以及采用消泡脫模劑等建議。希望本文提出的幾點(diǎn)防治方式，在降低混凝土表面氣泡產(chǎn)生量以及優(yōu)化混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量方面有所幫助。

混凝土結(jié)構(gòu)；氣泡、成因；防治措施

1 引言

混凝土施工為項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)程中重要環(huán)節(jié)之一，在脫模劑、施工工藝、原材料等多樣化因素的作用下，混凝土施工表面出現(xiàn)氣泡是極為常見的現(xiàn)象，最終使蜂窩麻面問題衍生出來，對混凝土結(jié)構(gòu)施工整體質(zhì)量造成負(fù)面影響。基于混凝土氣泡成因多樣化這一實(shí)況，項(xiàng)目施工單位應(yīng)該嚴(yán)格參照相關(guān)施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，從多個渠道對混凝土施工方式進(jìn)行管控。本文以混凝土氣泡的成因及有效防治方式為論點(diǎn)，展開相關(guān)論述。

2 工程實(shí)例

某辦公樓項(xiàng)目為框架核心筒結(jié)構(gòu)。該辦公樓由主樓及裙結(jié)構(gòu)組成，其中門廳為二層預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，首層高12米、單跨長24米，裝飾做法為礦棉板頂棚，墻及柱為干掛石材，其中柱寬為1.4～1.6m，采用C35混凝土；規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)W/C≤0.5，水泥最低用量小于300t/m3，柱面不做抹灰處理。第一段柱模板拆掉后，表面有大量氣泡滯留，實(shí)測半徑大于2mm氣泡所占比重較低，其無法與規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)相匹配，并該工程所處環(huán)境長期暴露于外界面，若氣泡長時間得不到處理，將對項(xiàng)目整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性及耐久性造成負(fù)面影響。

3 混凝土施工中表面氣泡的成因分析

3.1 水膠比過大

混凝土施工表層形成的氣泡數(shù)目與混凝土水膠比之間存在正比例關(guān)系。一旦混凝土施工攪拌環(huán)節(jié)中水分處于飽和狀態(tài)，混凝土結(jié)構(gòu)表層吸附引氣劑能力就會加強(qiáng)，同時在排除混凝土多余水分環(huán)節(jié)上體現(xiàn)出快捷性，在混凝土強(qiáng)度不斷提升的狀態(tài)下，其養(yǎng)護(hù)管理進(jìn)程中就會將一些多余水分吸收，殘留的部分水分散失到外界環(huán)境中，若混凝土模板表皮吸附的水分或原本混凝土內(nèi)部水分在吸收環(huán)節(jié)上無法體現(xiàn)出順暢性，最終致使混凝土施工表面有氣泡產(chǎn)出。

3.2 振搗施工合理性缺乏

混凝土振搗為混凝土施工進(jìn)程中重要的工序之一，振搗施工效果與混凝土嚴(yán)實(shí)度之間存在正比例關(guān)系，此時其內(nèi)部水分殘留量就越低?；炷潦┕け砻鏆馀莸漠a(chǎn)出通常是以下兩方面導(dǎo)致的：（1）混凝土振搗時間；（2）混凝土分層振搗高度。結(jié)合長期的施工實(shí)踐，明顯的發(fā)現(xiàn)混凝土下料高度越高，其內(nèi)部氣泡產(chǎn)出量就越多，并且這部分氣泡排出環(huán)節(jié)上存在較大的難度?；炷琳駬v施工進(jìn)程中，振搗力度不達(dá)標(biāo)、振搗時間過短或者過長，均會使混凝土施工中表面出現(xiàn)大量氣泡，這勢必會對混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量造成負(fù)面影響[1]。此外，在現(xiàn)代工程項(xiàng)目施工進(jìn)程，機(jī)械作業(yè)是極為常見的，超振現(xiàn)象的出現(xiàn)致使混凝土內(nèi)部一些小氣泡直徑不斷擴(kuò)張，漏振與欠振現(xiàn)象將會削弱混凝土的密實(shí)性，加大了混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部不規(guī)則空氣氣泡或者自然孔洞出現(xiàn)的概率，這也是混凝土結(jié)構(gòu)裂縫或蜂窩麻面質(zhì)量問題誘發(fā)的重要原因。

3.3 攪拌時間合理性缺乏

混凝土施工進(jìn)程中，攪拌時間合理性缺乏是造成混凝土表面氣泡產(chǎn)生的重要原因之一。在對混凝土結(jié)構(gòu)攪拌施工環(huán)節(jié)中，可能由于部分施工人員的操作規(guī)范性缺乏以及管控力度不達(dá)標(biāo)，從而致使混凝土攪拌均勻性缺乏的問題衍生出來，那么在水灰比一致的情況下，混凝土中添加外加劑比較多的區(qū)域很容易產(chǎn)生氣泡，但是外加劑拌合不充分的地方會出現(xiàn)離析、坍損大以及坍落度均勻性缺乏的問題。若混凝土攪拌施工力度過大，將會使其出現(xiàn)很多空氣氣泡，這對混凝土結(jié)構(gòu)的嚴(yán)實(shí)性將會造成負(fù)面影響。

3.4 外加劑

為了與混凝土施工進(jìn)程中的振搗、泵送、攪拌以及運(yùn)輸?shù)裙ば驑?biāo)準(zhǔn)相匹配，多數(shù)工程項(xiàng)目施工階段應(yīng)用的是商品混凝土，將一定量的外加劑摻入其中就顯得尤為重要了?，F(xiàn)階段市面上銷售的混凝土外加劑多數(shù)為減水泵送劑，上述外加劑整合進(jìn)混凝土攪拌進(jìn)程中加大了微型氣泡出現(xiàn)的概率，這些氣泡的長期滯留將會使混凝土結(jié)構(gòu)的可泵性、和易性以及保水性有不同程度的提升，在降低混凝土坍落損失率方面起到的作用也是巨大的[2]?；趯?shí)現(xiàn)混凝土施工進(jìn)程中外加劑種類以及用量的確定環(huán)節(jié)存在差異性這一實(shí)況，所以混凝土表面氣泡產(chǎn)生量與大小上也會有所不同，施工單位應(yīng)該視情況而定對這一問題進(jìn)行處理。

4 混凝土表面有害氣泡的防治方法

4.1 從項(xiàng)目規(guī)劃上管控水膠比和外加劑中的添加量

具體是在對工程項(xiàng)目規(guī)劃環(huán)節(jié)上，在其與施工要求坍落度相滿足的情況下，最大限度的減縮水膠比，并對外加劑中氣劑添加量進(jìn)行嚴(yán)格的管控，使其始終在規(guī)范內(nèi)。在水膠比值較低的情況下，混凝土表面產(chǎn)生氣泡的數(shù)量將會越低。有相關(guān)規(guī)范對外加劑中氣劑的含量做出如下要求：即普通混凝土小于4%；C50、C60及以上混凝土這類高強(qiáng)度硅外加劑中氣劑控制在3%以下。

4.2 強(qiáng)化混凝土攪拌的均勻性

對混凝土氣泡成因進(jìn)行解析，明顯的發(fā)現(xiàn)混凝土攪拌充分性與均勻性缺乏將會致使外加劑在混凝土內(nèi)排布不均稱的問題衍生出來，此時外加劑的實(shí)用價值勢必會大幅度的削弱。尤其是對于商品混凝土而言，其在出廠至施工場地需要耗費(fèi)大量的時間，此時其坍落度損失量就會顯著提升，部分廠家借用外加劑對混凝土施以重復(fù)調(diào)配措施，在這樣的局勢中加大了對混凝土攪拌力度，強(qiáng)化攪拌的均勻性是極為必要的。當(dāng)然攪拌時間也不是越久越好，時間過長很可能會適得其反。項(xiàng)翥行編寫的《建筑工程常用材料試驗(yàn)手冊》中有做出如下的內(nèi)容，即在有氣劑或引氣減水劑存在的混凝土中，務(wù)必使用機(jī)械設(shè)備對其進(jìn)行攪拌，攪拌時間在3～5min區(qū)間取值為宜。

4.3 對混凝土施工工藝進(jìn)行嚴(yán)格的管控

實(shí)質(zhì)上就是借用消泡脫模劑達(dá)到消除混凝土表面氣泡的目標(biāo)。具體工藝程序可以做出如下概述，即在混凝土模板上開通排氣通道，其宗旨在于強(qiáng)化混凝土表層光滑性，最終實(shí)現(xiàn)優(yōu)化工程項(xiàng)目混凝土施工質(zhì)量的目標(biāo)[3]。在對消泡脫模劑性能檢測的過程中，首先是對水溶性脫模劑開展試驗(yàn)工作，具體是將脫模劑調(diào)配成1:5的溶液，繼而將消泡劑融入其中，緩慢的調(diào)整消泡劑摻入量。借助本次試驗(yàn)得出了以下幾種結(jié)論：（1）將消泡劑添置進(jìn)脫模劑以后，硅表面狀況得到顯著的改善，蜂窩麻面消退，孔洞直徑明顯縮減；（2）不同類型的消泡劑在脫模劑中的摻入量上存在差異性，應(yīng)用效果上也有所不同。此外，還將油質(zhì)消泡劑(機(jī)油+消泡劑)整合進(jìn)脫模劑中，但是應(yīng)用效果僅僅在縮減孔洞直徑方面上體現(xiàn)出來了，這可能與機(jī)油粘度之間存在關(guān)聯(lián)性，從而管制了氣泡溢出現(xiàn)象。

通過上述兩項(xiàng)試驗(yàn)，意外獲得的結(jié)論還有若混凝土施工采用的模板光滑性優(yōu)良時，氣泡產(chǎn)出率將會得到一定程度的遏制。正因如此，在對混凝土結(jié)構(gòu)施工環(huán)節(jié)中，一定要做好模板質(zhì)地的選擇工作，盡量選用優(yōu)質(zhì)、表面光滑的模板材料。

4.4 施工方法

混凝土施工進(jìn)程中，在布料以及振搗工序上均應(yīng)該體現(xiàn)出層次性，分層的厚度小于0.5m為佳，否則將會對氣泡由混凝土里部排出造成負(fù)面影響[4]。嚴(yán)格管控混凝土振搗工序的規(guī)范性，最大限度的規(guī)避混凝土欠振、漏振與超振現(xiàn)象的出現(xiàn)，在規(guī)范性施工工序的協(xié)助下，自然孔洞或空氣型不規(guī)則大氣泡出現(xiàn)概率將會有不同程度的降低，同時也達(dá)到了對混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷彌補(bǔ)的目標(biāo)。

4.5 后天補(bǔ)救的方法

這一處理對策在混凝土結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用，最大的功能體現(xiàn)在處理現(xiàn)存氣泡問題方面上。總結(jié)長期的施工經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用和混凝土同品種、同標(biāo)號、同配比的水泥、粉煤灰，將一定量的自來水添置其中，配制的混合物，將其添加進(jìn)混凝土構(gòu)件表面所形成的細(xì)微氣泡中。上述填補(bǔ)方法的應(yīng)用，會產(chǎn)生顏色統(tǒng)一、強(qiáng)度級別相當(dāng)?shù)氖┕こ尚А５腔炷潦┕と藛T應(yīng)該明確的內(nèi)容為這一補(bǔ)救方法的應(yīng)用，應(yīng)該與混凝土構(gòu)件拆模工序銜接環(huán)節(jié)上帶有緊湊性特征，從而保證被填加進(jìn)混凝土表面氣泡中的膠接粉料將混凝土內(nèi)部多余水分充分吸收，或者是以混凝土養(yǎng)護(hù)水分為基礎(chǔ)，進(jìn)行自體水化、固化反應(yīng)，最終協(xié)助施工單位對混凝土結(jié)構(gòu)施工強(qiáng)度與工程規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)之間相匹配。

5 結(jié)束語

總之，混凝土表面氣泡的產(chǎn)生將會對其質(zhì)量與性能造成不同程度的影響，對氣泡產(chǎn)生原因進(jìn)行整體性分析，同時加強(qiáng)對施工工藝管理力度，編制與執(zhí)行相關(guān)制度對混凝土施工質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，從根本上消除混凝土施工表面氣泡，進(jìn)而最大限度的優(yōu)化混凝土施工質(zhì)量，為我國建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。

[1]孟祥馬.預(yù)制T型梁混凝土表面氣泡成因及處理措施研究[J].黑龍江交通科技,2014(12):115+117.

[2]李玉凡.引水隧洞混凝土澆筑頑癥處理措施在呼和浩特抽水蓄能水電站的實(shí)踐[J].西北水電,2015(2):60～62.

[3]聶春強(qiáng).低強(qiáng)度混凝土氣泡的成因及預(yù)防措施[J].建筑工人,2015(3):6～8.

[4]左啟剛.混凝土建筑墻體表面氣泡成因與防治分析[J].信息化建設(shè),2016(3):123.