鋁合金模板混凝土外觀氣泡問題探討

趙海能

（科之杰新材料集團（海南）有限公司）

1 概述

我國建筑業(yè)是木材消耗的重點行業(yè)，每年消耗木材量約占全國木材總量的30%[1]。隨著綠色環(huán)保理念在各行業(yè)中的不斷深入，傳統(tǒng)的木模工藝已經(jīng)難于滿足現(xiàn)代建筑工程的需求和發(fā)展，在這種背景下鋁合金模板施工工藝應(yīng)運而生[2]。鋁合金模板與傳統(tǒng)的木質(zhì)模板、塑料模板、鋼制模板相比有其明顯的優(yōu)勢，它將是未來綠色施工技術(shù)發(fā)展的主流[3]。

鋁合金模板存有諸多優(yōu)點[4]，然而在使用過程中也發(fā)現(xiàn)了許多問題。本文主要針對鋁合金模板混凝土氣泡問題進行探討，以海南恒建建筑工程有限公司海南儋州雨林海濱江新城項目為跟蹤對象，通過減水劑調(diào)整和脫模劑實驗，最終優(yōu)化減水劑配方和合理使用脫模劑，提高了混凝土成型表觀質(zhì)量。

2 現(xiàn)場澆筑情況

海南恒建建筑工程有限公司海南儋州雨林海濱江新城項目是那大番園棚戶區(qū)城市更新改造項目其中的一個分項目，項目計劃建設(shè)6 座18 層大樓892 套住房用于房屋回遷安置。其中地下室兩層采用木模，一層以上標準層采用鋁合金模板，這也是儋州市首家施工采用鋁合金模板，所以施工方對項目極其重視，然而在澆筑過程中發(fā)現(xiàn)木模的混凝土外觀效果良好（圖1），鋁合金模板的混凝土外觀氣泡明顯（圖2）。

3 引起鋁合金模板氣泡外觀問題的原因分析

圖1 木模混凝土外觀

圖2 鋁?；炷镣庥^

鋁合金模板氣泡外觀問題的原因，總結(jié)有以下四點：

⑴混凝土原材料因素的影響。包括粗細骨料級配的影響，摻合料摻量及粉煤灰的影響，外加劑引氣劑類型及摻量的影響等。

⑵施工工藝的影響。包括振搗分層厚度、振搗間距、振搗時間等因素，還包括鋁合金模板表面殘渣清理不干凈也會影響其外觀[5]。

⑶模板自身的影響。木模板有一定吸水性，而鋁模板表面光滑不吸水，振搗后氣泡容易堆積在表面；混凝土為堿性，鋁與堿性水溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)會產(chǎn)生氫氣，產(chǎn)生的氣體會附在鋁模表面形成氣泡，反應(yīng)式：2Al+2CaOH+2H2O=2CaAlO2+3H2↑[6]。

⑷脫模劑的影響。油性脫模劑與水性脫模劑的影響。

結(jié)合雨林海濱江新城工程實際，該項目混凝土商砼站外加劑引氣劑Y1摻量為0.25%，脫模劑采用的是鋁合金模板廠家提供的油性脫模劑，下面主要從外加劑引氣劑方面和脫模劑方面的影響進行探討。

4 試驗調(diào)整及對策

4.1 試驗原材料

試驗用水泥為儋州八一天涯普通硅酸鹽水泥P·O 42.5，水泥標準稠度26.8%，28 天強度49.3MPa，其他各項技術(shù)指標符合GB175－2007《通用硅酸鹽水泥》技術(shù)要求。

粉煤灰采用明成復(fù)合粉煤灰，粉煤灰細度18.6%，需水量比100%，28 天活性指數(shù)66%。

粗骨料采用儋州利拉石場，碎石粒徑范圍5mm～25mm，級配連續(xù)，碎石壓碎值9.2%。

試驗細骨料為自制機制砂，利拉石場碎石破碎整形，粒形良好，細度模數(shù)3.0（Ⅱ區(qū)中砂范圍），含粉量7.2%。

外加劑采用海南科之杰萘系高效減水劑，其中引氣劑Y1和Y2是兩款不同類型的引氣劑。脫模劑采用鋁合金模板廠家提供的油性脫模劑及某工地提供的水性脫模劑。

4.2 試驗調(diào)整及分析

4.2.1 引氣劑試驗

試驗用配合比采用某商混站常用C30 配合比（表1），試驗升數(shù)25L，混凝土入模坍落度控制在200±10mm。試驗?zāi)＞卟捎?50×150×600mm 抗折塑料試模，脫模劑采用某工地提供的水性脫模劑，脫模劑用水1：1稀釋后涂刷試模靜置兩小時后備用。入模成型后統(tǒng)一在混凝土振動臺上振動30 秒，次日拆模看其外觀效果，實驗過程做了相關(guān)記錄（表2）。

圖3 中可以看出，在Y1摻量0.25%時，混凝土表面大小氣泡均較明顯，在相同振搗條件下，混凝土較大的含氣量明顯影響其氣泡的排出，對混凝土外觀不利。圖4 中混凝土大小氣泡量均明顯減少，在保證混凝土施工性能的前提下，降低混凝土的含氣量對混凝土外觀有利。

圖3 Y1 摻量0.25%外觀效果

圖4 Y1 摻量0.1%外觀效果

圖5 中看出，混凝土氣泡量很多，但基本都是小氣泡，沒有大氣泡，從中也可以看出Y2的引氣性質(zhì)，其引入的氣泡明顯較Y1更小，引氣效果更佳。圖6 中混凝土表觀氣泡量最少，其混凝土外觀效果最佳。

圖5 Y2 摻量0.1%外觀效果

圖6 消泡劑0.01%外觀效果

綜上所述，在保證混凝土施工性能的前提下，降低引氣劑的摻量使混凝土含氣量降低或使用引氣性能更佳、引入氣泡更小的引氣劑，對混凝土外觀有利。

4.2.2 脫模劑試驗

在引氣劑試驗基礎(chǔ)上做脫模劑試驗，混凝土配合比同表1，考慮到混凝土工作性的要求，外加劑引氣劑采用Y2摻量0.1%做脫模劑試驗。為了更接近工程實際，模具用鋁合金模板組裝而成（圖7）?；炷猎囼炆龜?shù)50升（分兩次攪拌，每次25 升），拌和均勻后分兩層裝模，用小型振搗棒模擬現(xiàn)場澆筑，新拌混凝土和易性良好（圖8）。

表1 C30 混凝土配合比

表2 混凝土試驗記錄

圖7 鋁合金組裝模具

圖8 新拌混凝土狀態(tài)

⑴水性脫模劑用水1：1 稀釋，現(xiàn)刷現(xiàn)澆筑成型。次日不易脫模，模板上混凝土粘附明顯，混凝土表觀粗糙，外觀效果不理想（圖9）。

圖9 水性脫模劑現(xiàn)刷現(xiàn)澆混凝土外觀

⑵油性脫模劑（不稀釋），涂刷靜置兩小時入模成型。拆模混凝土表面光滑，混凝土外觀大氣泡較多，不稀釋的油性脫模劑粘性大，對氣泡的排出不利（圖10）。

圖10 油性脫模劑不稀釋混凝土外觀

⑶油性脫模劑用柴油1：1 稀釋，涂刷靜置兩小時入模成型。拆?；炷帘砻婀饣庥^大氣泡相對不稀釋的油性脫模劑要少些，降低脫模劑的粘性對混凝土外觀效果有一定改善作用，但效果整體不明顯（圖11）。

圖11 油性脫模劑稀釋混凝土外觀

⑷水性脫模劑用水1：1 稀釋，涂刷后靜置兩小時入模成型。拆?；炷帘砻婀饣?，基本沒有什么氣泡，混凝土整體外觀效果最佳（圖12）。

圖12 水性脫模劑靜置后混凝土外觀

所以，脫模劑對混凝土外觀起到?jīng)Q定性作用，水性脫模劑的效果要優(yōu)于油性脫模劑，一般涂刷脫模劑后平放2～3 小時，使脫模劑在鋁模板表面充分成膜再行澆筑。

4.3 對策

在引氣劑試驗和脫模劑試驗的指導(dǎo)下，和商混站溝通了調(diào)整對策，在滿足施工要求的情況下，降低外加劑引氣劑摻量；要求商混站與施工方協(xié)商脫模劑問題，更換了水性脫模劑并按要求使用。后續(xù)澆筑的鋁合金模板混凝土外觀得到明顯改善（圖13）。

圖13 調(diào)整后混凝土外觀

5 結(jié)語

結(jié)合雨林海濱江新城項目的工程實際問題，通過混凝土引氣劑實驗和脫模劑實驗，得出：在保證混凝土施工性能的前提下，降低引氣劑的摻量使混凝土含氣量降低或使用引氣性能更佳引入氣泡更小的引氣劑，對混凝土外觀有利；脫模劑對混凝土外觀起到?jīng)Q定性作用，水性脫模劑的的效果要優(yōu)于油性脫模劑，一般涂刷脫模劑后平放2～3 小時，使脫模劑在鋁模板表面充分成膜再行澆筑。在試驗的指導(dǎo)下，解決了濱江新城鋁合金模板外觀氣泡的實際問題。