混凝土表面氣泡的識別與處理研究

齊群磊

（石家莊市西柏坡高速公路運營中心，河北石家莊 050000）

0 引言

混凝土的外觀氣泡不僅影響觀感，同時也會對混凝土的耐久性和結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生影響[1]。混凝土表面氣泡產(chǎn)生的原因較為復(fù)雜，從河砂級配、減水劑、混凝土整體的坍落度、含氣量、塑性黏度、脫模劑選擇、布料厚度、振搗均會對混凝土表面氣泡產(chǎn)生影響，不少學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)研究[2-6]。這種針對某一因素或多個因素對混凝土氣泡影響的研究從室內(nèi)結(jié)果來看均具有積極的研究價值，但從工程實際操作中，往往需要根據(jù)現(xiàn)場施工效果去逆推產(chǎn)生的原因以便找出改進(jìn)措施。若對可能造成表面氣泡的因素進(jìn)行一一排除[7]，不僅工作量大，從工期上考慮也不現(xiàn)實。目前對氣泡產(chǎn)生原因進(jìn)行定性分析的文章較少，而混凝土表面氣泡問題究竟是混凝土自身的問題還是振搗原因?qū)е逻€需進(jìn)一步論證，因此本文從氣泡的形狀、尺寸、數(shù)量、分布等表現(xiàn)形式對幾種常見的氣泡進(jìn)行歸納總結(jié)，嘗試建立氣泡特征與氣泡產(chǎn)生原因間的對應(yīng)關(guān)系，并提出相應(yīng)的處理方法，希望可為處理工程實際問題提供幫助。

1 不規(guī)則大氣泡

不規(guī)則大氣泡通常尺寸大于10mm，輪廓不規(guī)則。此類氣泡為混凝土澆筑時混凝土與模板未完全貼合產(chǎn)生的空隙，振搗時空隙中空氣未排出所致，屬于固-氣界面[8]。具體產(chǎn)生的原因一方面是由于混凝土黏稠度過大，主要由于減水劑摻量不足或坍落度損失過大造成；另一方面是混凝土構(gòu)件在施工過程中振搗不到位或漏振，導(dǎo)致氣泡無法排出，進(jìn)而形成氣泡。以下對容易出現(xiàn)的幾種氣泡形式進(jìn)行分析。

（1）混凝土表面存在的尺寸大而輪廓形狀不規(guī)則的氣泡，通過仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，該氣泡內(nèi)壁粗澀，內(nèi)表面漿體存在凸起的砂粒，氣泡深度較大。實際情況為該構(gòu)件于冬天澆筑成型，氣溫較低影響了減水劑的早期分散效果，混凝土比較黏稠、填充效果較差，澆筑時混凝土與模板間存在較大的空隙，由于氣溫較低且施工效率過高，振搗時漏振形成氣泡。

（2）為墩柱表面不規(guī)則氣泡，氣泡內(nèi)表面粗澀，但深度較淺，分析認(rèn)為墩柱澆筑時混凝土流動性較好，由于墩柱澆筑高度較大，空氣在側(cè)向混凝土的壓力下被壓縮，故而呈扁平狀。對于該類情況在加強(qiáng)施工振搗后效果得到明顯改善。

（3）混凝土表面不規(guī)則大氣泡，氣泡輪廓狹長，深度較大，與（1）、（2）兩種情況不同之處在于該氣泡內(nèi)表面光滑，分布相對均勻。在實際施工過程中由于粉煤灰質(zhì)量不穩(wěn)定，吸附減水劑情況明顯，導(dǎo)致減水劑效果無法充分發(fā)揮，混凝土出機(jī)坍落度只有160mm，且流動性很差，進(jìn)而導(dǎo)致空氣在振搗作用下難以溢出，在更換粉煤灰后，混凝土結(jié)構(gòu)物外觀明顯好轉(zhuǎn)。

通過以上三類氣泡病害的案例分析可以看到，不規(guī)則大氣泡產(chǎn)生的主要原因基本為混凝土自身和易性差或施工振搗不足導(dǎo)致，同時也存在兩種因素都存在的情況，在具體病害處置過程中可根據(jù)氣泡的深淺、分布是否相對均勻進(jìn)行判斷。同時，為避免出現(xiàn)形狀不規(guī)則的大氣泡，應(yīng)注意控制混凝土坍落度及坍落度損失，以確?；炷亮鲃有栽诤侠矸秶鷥?nèi)。

2 混凝土表面橢圓形氣泡

橢圓形氣泡為混凝土表面出現(xiàn)較多的一種氣泡，其直徑一般為1～10mm，內(nèi)壁光滑。部分氣泡存在水泥漿殼膜，按壓后內(nèi)部呈現(xiàn)光滑內(nèi)表面。部分水泥漿殼膜在拆模時會脫落或黏附在模板上。

經(jīng)分析，該種橢圓形氣泡產(chǎn)生的原因一方面為混凝土用水量偏高或浮漿較多，導(dǎo)致混凝土中存在游離減水劑，降低了混凝土液相的表面張力，當(dāng)混凝土中自由水較多時，為氣泡的形成創(chuàng)造了條件[9]。這種情況下，氣泡孔徑會相對較?。s3～5mm），分布上會呈現(xiàn)局部較密集的情況；另一方面原因為混凝土自身較為黏稠或施工過程中振搗不到位，導(dǎo)致部分氣泡未能隨振搗溢出，反而在振搗棒拔出后緩慢遷移至模板表面，進(jìn)而形成帶殼氣泡。

對于橢圓形氣泡問題的處理，可采取控制混凝土的坍落度、在減水劑中摻入消泡劑、適時進(jìn)行二次振搗的方式改善該問題?？刂苹炷恋奶涠冗^大及在減水劑中增加消泡劑可以有效制約混凝土內(nèi)部氣泡的形成；隨著水泥的水化，混凝土中自由水和減水劑被逐漸消耗，二次振搗后破裂的氣泡不易重新形成，從而改善混凝土表面橢圓形氣泡問題。

3 混凝土表面針眼狀氣泡

針眼狀氣泡輪廓接近圓形，直徑通常小于1mm。該種氣泡產(chǎn)生的主要原因為：

（1）河砂中細(xì)顆粒比例較高、混凝土黏稠、使用劣質(zhì)脫模劑等原因，該類原因?qū)е滦馀菰谡駬v作用下難以匯聚成大氣泡排出。

（2）混凝土自身含氣量偏高，導(dǎo)致振搗時出現(xiàn)氣泡聚集的現(xiàn)象。

對于針眼狀氣泡的處理，可采用降低混凝土黏度，也可優(yōu)選水性脫模劑代替油性脫模劑，以便于氣泡溢出或破裂[10]。當(dāng)含氣量偏高時（如大于4%），可降低減水劑中引氣組分摻量或摻入消泡組分、控制混凝土用水量以降低混凝土的含氣量。

4 間隙氣泡

間隙氣泡通常尺寸較大，輪廓大多不規(guī)則，可局部密集出現(xiàn)，其最大的特點為氣泡中多見裸露的粗骨料。分析認(rèn)為導(dǎo)致間隙氣泡產(chǎn)生的原因，一方面為混凝土坍落度過大，在澆筑預(yù)制梁、護(hù)欄等構(gòu)件時，在強(qiáng)振搗作用下，出現(xiàn)漿骨分離的情況，進(jìn)而造成局部骨料堆積，粗骨料周圍砂漿較少形成氣泡；另一方面為減水劑與水泥適應(yīng)性不良，造成砂漿對粗骨料的包裹性差，施工布料時局部容易出現(xiàn)粗骨料聚集，此外，混凝土粗集料級配不合理或砂率偏低也是造成砂漿對粗骨料包裹性差的一個重要原因。

5 結(jié)論

本文對幾種常見混凝土表面氣泡形式進(jìn)行了梳理，對不同氣泡種類進(jìn)行了識別，并對相應(yīng)的病害原因進(jìn)行了分析且提出了相應(yīng)的解決方案。

（1）對于不規(guī)則大氣泡，可根據(jù)其分布是否均勻、氣泡深度大小來判斷其產(chǎn)生的主要原因。當(dāng)不規(guī)則大氣泡分布相對均勻、深度較大時，氣泡產(chǎn)生一般與混凝土自身和易性不良有關(guān)，可以從原材料質(zhì)量控制方面入手，注意控制混凝土的坍落度損失；當(dāng)不規(guī)則大氣泡分布局部集中、氣泡深度較淺時，氣泡產(chǎn)生一般與振搗不足有關(guān)，可以從加強(qiáng)施工振搗，避免漏振欠振方面解決該問題。

（2）對于橢圓氣泡問題，可根據(jù)橢圓氣泡分布的密集程度、泡徑分布、表面是否存在水泥漿殼膜來判斷其產(chǎn)生的原因。當(dāng)氣泡分布局部較密集、氣泡大小也多集中在3～5mm時，一般情況下橢圓形氣泡的產(chǎn)生跟混凝土用水量偏高或浮漿較多、減水劑中消泡組分不足有關(guān)，對于此類氣泡的處理可考慮采用二次振搗或在減水劑中摻入一定量的消泡組分予以解決。而當(dāng)橢圓氣泡數(shù)量較少、泡徑較大時（大于5mm），一般情況下此類氣泡的產(chǎn)生與混凝土自身較為黏稠或施工過程中振搗棒提出速率較快有關(guān)，可以從改善混凝土的和易性、施工過程中降低振搗棒的提棒速率方面解決該問題。

（3）對于針眼狀氣泡問題，該類問題與混凝土自身含氣量高或由混凝土黏度大有關(guān)，當(dāng)含氣量大于4%時，可采用降低引氣組分含氣或摻入消泡組分等措施以降低含氣量；當(dāng)含氣量小于等于4%時，可采取改善混凝土和易性、優(yōu)選水性脫模劑的方案予以解決。

（4）對于間隙氣泡問題，可以通過調(diào)整減水劑的適應(yīng)性或調(diào)整混凝土粗骨料級配，以改善混凝土的包裹性；同時，對于鋼筋密集部位，應(yīng)著重注意控制混凝土的坍落度和振搗力度，避免過振。