鋁合金模板氣泡成因及控制研究

康雷

0 引言

現(xiàn)階段，鋁合金模板應(yīng)用越來越廣，鋁合金模板以其高效、綠色、環(huán)保、成型效果好等優(yōu)勢被建筑業(yè)青睞，尤其是其良好的觀感更是得到了業(yè)內(nèi)認(rèn)可。組合鋁合金模板體系是一種新型的模板體系，在經(jīng)濟(jì)、安全、環(huán)保、效率等方面比傳統(tǒng)模板體系有很大優(yōu)勢，迅速占領(lǐng)市場。鋁合金模板體系的應(yīng)用從設(shè)計到出廠以及現(xiàn)場的施工，從根本上顛覆了傳統(tǒng)的施工模式。鋁合金模板廠內(nèi)的預(yù)拼裝可以最大限度地避免設(shè)計、生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題。在鋁合金模板產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，其設(shè)計體系、生產(chǎn)方式、倉儲管理均在使用中進(jìn)行了不同程度的優(yōu)化和改善，使其在應(yīng)用過程中增加了標(biāo)準(zhǔn)件的比例，降低了非標(biāo)件及異形件的比例，增加模板周轉(zhuǎn)利用次數(shù)。但在使用過程中鋁合金模板在施工過程中仍存在麻面、氣孔等通病。本文依托建筑科技公司鋁合金模板工程服務(wù)項目，針對鋁模板在施工中常見氣泡成因進(jìn)行分析總結(jié)，供類似項目參考。

1 鋁模板氣泡主要成因及控制措施

混凝土氣泡成因主要包括金屬模板問題、表面處理問題、施工工藝問題、混凝土自身問題、設(shè)計問題五類，針對鋁模板特點，結(jié)合公司工程服務(wù)中遇到的問題分類進(jìn)行總結(jié)分析：

1.1 金屬模板問題

木模板內(nèi)部水汽可通過木模板排出一部分，相對于木模板，鋁模板封閉構(gòu)造，透氣優(yōu)勢不夠，澆筑混凝土過程中氣泡排出困難。

一些項目選用鋁合金模板，在深化設(shè)計階段出現(xiàn)排氣孔設(shè)置考慮不充分或未設(shè)置排氣孔現(xiàn)象，現(xiàn)場打孔漏打均會造成墻體氣泡產(chǎn)生，混凝土表面形成大量氣孔如圖1。

圖1 未設(shè)置排氣孔導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生

一些模板本身表面光滑程度不好，表面粗糙，加上模板在現(xiàn)場長時間使用不注重過程維護(hù)，導(dǎo)致模板表面光滑度較低，增加了氣泡吸附模板的可能性。

控制措施：

（1）鋁模供應(yīng)單位在深化設(shè)計階段，需及時與總包單位溝通，考慮窗洞部位、鋼筋密集部位排氣孔設(shè)置，依據(jù)現(xiàn)場實施情況調(diào)整排氣孔數(shù)量。

（2）在振搗過程中，快插慢拔，混凝土振搗密實前提下，盡可能把內(nèi)部氣泡排出混凝土體外，避免“漏振”。

（3）模板進(jìn)場，做好對模板的進(jìn)場驗收，對平整度較差模板進(jìn)行退場處理，施工期間做好對模板養(yǎng)護(hù)工作。

1.2 表面處理問題

鋁合金模板表面涂層效果差、脫模劑選擇有問題，同樣會產(chǎn)生混凝土氣泡。

鋁合金模板處理工藝：鋸切—沖壓—焊接—整形—噴涂，鋁合金模板噴涂一定要嚴(yán)格按照施工工藝進(jìn)行噴涂，控制好噴涂溫度，溫度控制不好，涂層易脫落，混凝土表面易出現(xiàn)氣孔黏膜現(xiàn)象。

1.2.1 噴涂工藝加強(qiáng)管控

靜電粉末噴涂工作原理：在噴槍與工件之間形成一個高壓電暈放電電場，當(dāng)粉末粒子由噴槍口噴出經(jīng)過放電區(qū)時，便補(bǔ)集了大量的電子，成為帶負(fù)電的微粒，在靜電吸引的作用下，被吸附到帶正電荷的工件上。當(dāng)粉末附著到一定厚度時，則會發(fā)生同性相斥的作用，不能再吸附粉末，從而使各部分的粉層厚度均勻，然后經(jīng)加溫烘烤固化后粉層流平成為均勻的膜層。噴涂對象是鋁模板、鐵件，包括背楞、吊模、鋼支撐等。噴涂粉末類別又分為灰砂紋、白砂紋、淺藍(lán)、深藍(lán)、橘黃等，它的關(guān)鍵技術(shù)有爐溫、速度、固化時間、粉末電阻率、噴粉量、噴涂距離，噴涂質(zhì)量較差將引起涂層脫落、膜厚不夠、局部露白、附著力不良、起皺、氣泡等問題。

某項目反饋對模板強(qiáng)度、涂層附著力等是否合格存在質(zhì)疑，收到消息后，工廠技術(shù)質(zhì)量負(fù)責(zé)人帶領(lǐng)整形班組長攜帶檢測工具前往項目進(jìn)行模板檢測，經(jīng)過現(xiàn)場使用韋氏硬度計檢測、百格刀和涂層測厚儀檢測，模板強(qiáng)度、涂層附著力均符合目前的質(zhì)量要求。同月，項目反饋現(xiàn)場涂層出現(xiàn)大面積脫落現(xiàn)象，工廠安排駐場人員到現(xiàn)場察看情況。

經(jīng)過了解，現(xiàn)場涂層脫落的現(xiàn)象有搬運或運輸過程中的磕碰傷，也存在涂層未經(jīng)外力破壞而大面積脫落的情況，現(xiàn)場問題照片如圖2 所示。

圖2 鋁模涂層脫落

經(jīng)了解，12#樓涂層從第9 層開始脫落，在第14 層出現(xiàn)大面積脫落情況，15#樓在第2 層出現(xiàn)涂層大面積脫落，16#樓在第五層出現(xiàn)涂層大面積脫落現(xiàn)象，其中，12#樓墻板脫落最為嚴(yán)重，15#、16#樓面板脫落最為嚴(yán)重。在12#、15#、16#樓均發(fā)現(xiàn)模板涂層大面積起泡現(xiàn)象，導(dǎo)致澆筑混凝土?xí)r起泡破裂，涂層脫落。

1.2.2 模板打磨問題

經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)研，在涂層脫落的模板上提取掉落的涂層，發(fā)現(xiàn)個別模板涂層上面的紋路為豎條狀，經(jīng)分析為原型材表面的紋路，在生產(chǎn)過程中模板未經(jīng)過打磨就轉(zhuǎn)移至噴涂線，導(dǎo)致塑粉在模板上的附著力較弱，涂層粘貼不緊，經(jīng)過澆筑混凝土后產(chǎn)生脫落。

1.2.3 噴涂線爐溫、鏈速問題

經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)研查看，經(jīng)過精拋的轉(zhuǎn)角C 槽同樣出現(xiàn)了大面積涂層脫落現(xiàn)象，因此和塑粉廠家聯(lián)系，到工廠檢測噴涂線爐溫，經(jīng)過青島奧金和碳索兩個廠家檢測，噴涂線爐溫高溫時間較少，爐溫不穩(wěn)定，同時鏈速較快，這也是導(dǎo)致涂層出現(xiàn)大面積脫落的原因之一。翻新板項目在此情況下未出現(xiàn)涂層脫落的問題。

現(xiàn)場施工人員涂刷脫模劑不均勻，出現(xiàn)脫模劑漏涂、流墜等情況，有時脫模劑兌水比例較大，模板涂刷脫模劑后，風(fēng)干速度較快，風(fēng)干后模板上部分位置沒有脫模劑殘留。模板涂刷脫模劑后，風(fēng)干的部分未出現(xiàn)涂層起泡的現(xiàn)象，有脫模劑殘留的地方則出現(xiàn)起泡現(xiàn)象。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)涂層與脫模劑接觸的地方常出現(xiàn)起泡現(xiàn)象，初步分析是由于脫模劑與涂層產(chǎn)生反應(yīng)造成。經(jīng)對現(xiàn)場脫模劑和脫落的涂層進(jìn)行取樣實驗，將現(xiàn)場的脫模劑，滴到脫落的涂層上，發(fā)現(xiàn)脫模劑有明顯的滲透現(xiàn)象。脫模劑滲透到涂層里發(fā)生反應(yīng)，造成涂層起泡，導(dǎo)致澆筑混凝土后涂層脫落。經(jīng)過分析找到造成這種情況的原因，一是工廠噴涂線烘烤爐溫不夠，造成塑粉固化效果較差，涂層厚度較薄。二是項目所使用的脫模劑與涂層產(chǎn)生反應(yīng)造成混凝土氣泡產(chǎn)生，如圖3 所示。

圖3 脫模劑質(zhì)量差，引起氣泡及色差

1.2.4 控制措施

噴粉符合文獻(xiàn)[2]噴粉型材要求。

首層、二層使用油性脫模劑，之后選用水性（乳化劑型）脫模劑涂刷，擇優(yōu)選擇消泡型的脫模劑涂刷。涂刷前清理模板表面，避免長時間晾曬。涂刷應(yīng)均勻、全覆蓋模板，不得漏涂。對鋁模板生產(chǎn)單位，需要重點關(guān)注噴涂線的爐溫和鏈速進(jìn)，定期檢測鏈速和噴涂設(shè)備各項數(shù)據(jù)。每三個月進(jìn)行一次爐溫檢測，發(fā)現(xiàn)問題及時整改，同時加強(qiáng)噴涂工序的質(zhì)檢工作，留存相關(guān)記錄。加強(qiáng)對整形工序的監(jiān)督，新增模板必須經(jīng)過打磨才可以進(jìn)入噴涂工序。加強(qiáng)原材料進(jìn)場質(zhì)量檢驗，避免由于原材料原因?qū)е碌馁|(zhì)量問題發(fā)生。

1.3 施工工藝問題

1.3.1 施工中的工藝問題

（1）混凝土攪拌運輸形式和攪拌時間不合理會導(dǎo)致攪拌不均勻，氣泡產(chǎn)生密集分布不一，攪拌時間過長會使混凝土中引入較多氣泡。

（2）操作人員隨意操作。混凝土運輸時間長，尤其是夏季，混凝土到現(xiàn)場后有時坍落度損失較大，操作人員會出現(xiàn)加水情況，破壞混凝土水灰比，使混凝土水灰比增大，進(jìn)而影響混凝孔隙率，使混凝土孔隙率增大。

（3）混凝土振搗隨意。振搗時間超長或振搗不夠混凝土表面都會出現(xiàn)氣泡缺陷。超振會使混凝土內(nèi)部的微小氣泡在機(jī)械作用下出現(xiàn)重組，由小變大。漏振會使混凝土出現(xiàn)不密實而導(dǎo)致的混凝土表面出現(xiàn)不規(guī)則大氣泡，如圖4 所示。

圖4 振搗不夠出現(xiàn)大氣泡

（4）混凝土澆筑過程分層不合理

施工交底、監(jiān)管不嚴(yán)，混凝土分層澆筑得不到實施。分層厚度過大會超出振搗器的有效振搗范圍，使氣泡無法排出。

1.3.2 可采取控制措施

（1）依據(jù)信息化手段，提前測算混凝土運輸時間，嚴(yán)格控制混凝土的運輸、攪拌時間，合理布置施工流水，錯開上下班高峰期運輸。

（2）加強(qiáng)施工過程管理，依據(jù)攪拌站建議合理調(diào)整混凝土塌落度，杜絕加水現(xiàn)象發(fā)生。

（3）振搗過程嚴(yán)格按照規(guī)范、交底進(jìn)行振搗，操作振動棒要直上直下，快插慢拔，不得漏振，每一振點的延續(xù)時間以表面呈現(xiàn)浮漿為度，以便將氣泡排出。

（4）分層進(jìn)行混凝土澆筑，泵送混凝土的分層厚度不大于500mm，非泵送混凝土的鋪攤厚度不大于400mm，分層厚度不應(yīng)大于振搗棒長度的0.8 倍。

1.4 混凝土自身問題

1.4.1 混凝土自身存在的問題

（1）水泥品種、水泥中堿含量過高、水泥粗細(xì)程度、外加劑類型等對氣泡的產(chǎn)生有很大影響，尤其是冬施階段外加劑的使用。外加劑使用往往有一定的引氣效果，會造成混凝土墻體氣泡產(chǎn)生，如圖5 所示。

圖5 一項目冬施引氣劑加多造成墻體氣泡

（2）混凝土水灰比不合理。水灰比偏高時，會導(dǎo)致水泥漿無法充分填充骨料間的空隙，且水泥用量過少的混凝土拌合物中，自由水相對較多，氣泡形成的概率增大。

（3）混凝土坍落度過小或過大?；炷撂涠冗^小時，不易振搗密實；坍落度過大時，在振搗過程易離析。

（4）混凝土的骨料級配、組分比例不合理導(dǎo)致。

1.4.2 可采取的解決措施

（1）選擇行業(yè)質(zhì)量、信譽(yù)較高攪拌站，對攪拌站供應(yīng)混凝土參數(shù)進(jìn)行考察，合理使用外加劑，在保證質(zhì)量的同時，選擇引起較少的外加劑。

（2）嚴(yán)格控制混凝土水灰比，混凝土和易性不好時，聯(lián)系混凝土供應(yīng)單位商討技術(shù)方案，嚴(yán)禁私自調(diào)整混凝土各組分比例，隨意加入外部材料。

（3）現(xiàn)場嚴(yán)格控制坍落度，對坍落度不符合要求的混凝土，堅決予以退場，不得使用。

1.5 設(shè)計問題

在項目管理過程，由于前期設(shè)計對鋼筋加密區(qū)考慮不充分，未考慮混凝土振搗棒工作范圍，導(dǎo)致加密區(qū)混凝土振搗困難，且鋼筋間距也會影響氣泡排出。根據(jù)現(xiàn)場在施項目實測實量統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)不同類型墻體氣泡也有區(qū)別，其主要問題在于鋼筋間距與鋼筋直徑。梁的縱向鋼筋凈距上部不得小于30mm、下部不得小于25mm。同一尺寸墻體、梁在不同受力部位配筋不同。承受荷載較多的構(gòu)件鋼筋配置上會出現(xiàn)鋼筋加密，或在保持鋼筋數(shù)量不變的情況下加大鋼筋直徑，這樣鋼筋間距會變小。設(shè)計過程會出現(xiàn)忽視這微小變化對混凝土澆筑帶來的影響。由于鋼筋間距小、密集，鋼筋人工綁扎間距控制寬窄不一、誤差積累，局部出現(xiàn)鋼筋縫隙狹窄，振搗棒無法插入，混凝土無法振搗，澆筑過程混凝土水化反應(yīng)產(chǎn)生的氣泡無法全部有效排除，氣泡附著在混凝土表面，待混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度，拆除鋁合金模板時，發(fā)現(xiàn)已晚。

控制措施有：（1）在圖紙會審階段，要充分審核設(shè)計圖紙，檢查鋼筋整體變化情況，若發(fā)現(xiàn)有鋼筋密集部位及時提出，與建設(shè)、設(shè)計、監(jiān)理單位協(xié)商修改。（2）在項目施工過程中，對鋼筋密集部位加強(qiáng)施工人員現(xiàn)場交底，過程管理嚴(yán)格執(zhí)行三檢制度，若發(fā)現(xiàn)鋼筋綁扎間距不符合要求，需立即整改，未整改嚴(yán)禁混凝土澆筑。（3）混凝土澆筑過程，管理人員要求加強(qiáng)對到場混凝土和易性檢查，并進(jìn)行旁站，加強(qiáng)對鋼筋密集部位混凝土振搗過程管理，不得出現(xiàn)少振、漏振情況。（4）振搗過程，振搗棒不能振搗鋼筋，更不能振搗鋁合金模板，嚴(yán)格按照混凝土振搗要求振搗。

1.6 過程管理問題

過程管理作為施工過程重要環(huán)節(jié)，同樣需要高度重視。管理要求全面、全過程、全員參與，管理失衡，整個鏈條的問題均可能發(fā)生。在項目過程管理中要加強(qiáng)對關(guān)鍵部位、關(guān)鍵項目的把控，做好季節(jié)性施工安排，同時加強(qiáng)團(tuán)隊建設(shè)。如在夏季高溫季節(jié)，尤其是在炎熱夏季，工程項目工期安排緊密，會遇到混凝土在一天最高溫時段澆筑。施工人員因難以承受高溫持續(xù)作業(yè)，降低標(biāo)準(zhǔn)，管理人員因高溫疏于管理，過程管理的因素就會成為澆筑過程各環(huán)節(jié)的最大誘因。由于上述原因，會導(dǎo)致混凝土澆筑人員為快速完成澆筑任務(wù)，在混凝土中隨意加水增加流動性、過程振搗漏振、不振搗等大量問題。

控制措施：（1）技術(shù)方案、交底一定要交代清楚。（2）樣板先行，做好過程管理。（3）加強(qiáng)培訓(xùn)教育，培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)團(tuán)隊。（4）合理組織人、機(jī)、料、法、環(huán)，高效管理，保證質(zhì)量，杜絕因為工期緊、人員不足、環(huán)境問題考慮欠妥等管理問題導(dǎo)致使用鋁合金模板后產(chǎn)生大量氣泡現(xiàn)象。

2 結(jié)論

綜上所述，鋁合金模板氣泡產(chǎn)生是一個綜合性問題。鋁合金模板以其高周轉(zhuǎn)、觀感好、早拆、可回收等因素被市場接受，當(dāng)鋁合金模板氣泡較多時、成形觀感差時，將嚴(yán)重影響鋁合金模板的應(yīng)用推廣，降低客戶滿意度。施工過程中，需從初期圖紙會審、鋁合金模板設(shè)計優(yōu)化、鋁合金模板質(zhì)量、涂層及施工工藝各環(huán)節(jié)管理工作，到施工全過程項目管理均需加強(qiáng)管控，才能盡可能減少氣泡產(chǎn)生，充分發(fā)揮鋁合金模板優(yōu)勢，為工程建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)力量。