混凝土結構表面蜂窩麻面形成的原因及消除方法

武華民

(邢臺路橋建設總公司)

隨著建筑業科技水平不斷提高,用戶不僅僅要求混凝土工作性能好、強度指標高、耐久性好,而且還要求混凝土結構有光潔如鏡的外觀,尤其是清水混凝土結構(即不再加外裝飾的結構)要求更為突出,為此給我們提出一個新的課題。

1 混凝土結構表面蜂窩麻面形成的原因

1.1 混凝土內在原因

(1)混凝土含氣量過大,而且引氣劑質量欠佳。目前泵送混凝土用量較大,為了保證泵送混凝土的可泵性,往往在泵送混凝土中加入適量的引氣劑,由于各種引氣劑性能有較大的差異,因此在混凝土中呈現的狀態也不盡相同,有的引氣劑在混凝土中形成較大的氣泡,而且表面能較低,很容易形成聯通性大氣泡,如果再加上振動不合理,大氣泡不能完全排出,肯定會給硬化混凝土結構表面造成蜂窩麻面。

(2)混凝土配合比不當,混凝土過于粘稠,振搗時氣泡很難排出,也是造成硬化混凝土結構表面出現蜂窩麻面的原因。由于混凝土配合比不當,例如膠結料偏多、砂率偏大、用水量太少、外加劑中有不合理的增稠組份等,都會導致新拌混凝土過于粘稠,就會使混凝土在攪拌時裹入大量氣泡,即使振搗合理氣泡在粘稠的混凝土中排出也十分困難,因此導致硬化混凝土結構表面出現蜂窩麻面。

(3)由于混凝土和易性較差,產生離析泌水。為了防止混凝土分層,混凝土入模后不敢充分振搗,大量的氣泡排不出來,也會導致硬化混凝土結構表面出現蜂窩麻面。

(4)有一些水泥廠為了增大水泥細度,又考慮節約電能,往往在磨粉時加入一些助磨劑,例如木鈣、二乙二醇、三乙醇胺、丙二醇等物質,由于其中一些助磨劑有引氣性,而且引入的氣泡不均勻且偏大,也會給硬化混凝土結構表面造成蜂窩麻面。

1.2 外部原因

(1)GB/T10-95《混凝土泵送施工技術規程》6.3.4中規定“混凝土澆筑分層厚度,宜為 300～500mm,但是在實際施工時,往往澆注厚度都偏高,由于氣泡行程過長,即使振搗的時間達到規程要求,氣泡也不能完全排出,這樣也會給硬化混凝土結構表面造成蜂窩麻面。

(2)不合理使用脫模劑是造成硬化混凝土結構表面蜂窩麻面的主要原因。

目前脫模劑市場比較混亂,良莠不齊,產品大致分為以下幾大類。

(1)礦物油類,例如機油、柴油、煤油、機油加柴油、機油加煤油、機油加變壓器油等輕質油。

(2)乳化油類,即輕質油加水再加定量的乳化劑生成的水包油型乳液。

(3)水質類,即動植物油進行皂化后,再用水稀釋的液體。

(4)聚合物類,即石臘、液體石臘、松節油等物質再加入有機溶劑生成的溶液,由于成本較高使用較少。

就礦物油類脫模劑而言,不同標號的機油粘度也不盡相同,即使是同標號的機油,由于環境溫度不同粘度也不相同,氣溫高時粘度低,氣溫低時粘度高。當氣溫較低時,附著在模板上的機油較粘,新拌混凝土結構面層的氣泡一旦接觸到粘稠的機油,即使合理的振搗氣泡也很難沿模板上升排出,直接導致混凝土結構表面出現蜂窩麻面。有一些單位充分注意到這一點,在機油中加入部分柴油,用來降低脫模劑的粘度,這樣做能起到一定的作用,但是仍不能取得令人滿意的效果。

水乳類脫模劑目前在市場上比較多,但是有一些產品選用的乳化劑引氣性較大,也會給混凝土結構面層造成蜂窩麻面。動植物油進行皂化的脫模劑出現的問題較多,其原因是產品中含有引氣性比較大的乳化劑及增稠劑,會給混凝土結構面層帶來極大的影響。

1.3 環境溫度對混凝土結構面層的質量影響也特別明顯

由于氣泡內部含有氣體,因此氣泡體積變化對環境溫度特別敏感,環境溫度高時氣泡體積變大,氣泡承載力變小,容易破滅。環境溫度低時氣泡體積變小,承載力較大,不容易形成聯通氣泡。即使混凝土結構面層有氣泡,氣泡也很小,對混凝土結構外觀影響不大,由此使人們聯想到冬夏季混凝土結構面層好于春秋季。

春秋季節晝夜溫差較大,因此敷著在混凝土結構表面的氣泡體積變化也很大,當混凝土面層水泥漿體的強度小于氣泡強度時,氣泡體積隨環境溫度變化而變化,氣泡周圍的水泥漿體也隨之變化,隨著時間的推移水泥漿體的強度不斷增加,當氣泡周圍水泥漿體達到一定強度時,再不隨氣泡體積變化而變化,如果此時正趕上氣泡直徑最大時,勢必給混凝土面層留下孔洞。

2 消除混凝土內部不利因素的方法

(1)選擇使用優質的引氣劑。優質的引氣劑在混凝土中引入的氣泡直徑宜在 10～200μm,氣泡表面能比較高,氣泡在混凝土中分布比較均勻(平均間距不大于 0.25μm),有人先后試驗了 11種引氣劑對混凝土含氣量、抗壓強度、凝結時間以及摻引氣劑經時含氣量損失等,認為以丹寧酸和蒎烯為主要原材料的引氣劑綜合性能較好。

(2)降低混凝土粘稠度適當調整混凝土水灰比、砂率、膠結材料用量以及外加劑的組份,改善混凝土的粘稠性,也可以提高混凝土結構面層的質量。

(3)控制新拌混凝土的和易性,如果混凝土離析泌水,嚴格控制振搗時間,必須適時進行復振。

(4)如果水泥中含有引氣組份,在拌制混凝土時應在其中加入消泡劑,例如加入適量的磷酸三丁脂、有機硅消泡劑、聚醚類消泡劑以及表面張力低于 30dny/cm的許多助劑,都可以消除其中的氣泡。

3 解決混凝土外部不利因素的方法

(1)嚴格按 GB/T10-95《混凝土泵送施工技術規程》中的規定執行,每層混凝土澆注厚度不應大于 50cm。

(2)選擇使用優質的脫模劑。

(3)用尿醛樹脂壓制的竹、木模板成型的混凝土面層顯著好于鐵模板,有條件的情況下應優先采用尿醛樹脂壓制的竹、木模板。

(4)復振是消除混凝土結構面層蜂窩麻面最有效的方法之一。