消除混凝土表面氣泡的措施

邵明偉

(秦皇島路橋建設開發有限公司)

1 產生氣泡的原因

(1)級配不合理，粗集料過多，細集料偏少;

(2)集料大小不當，針片狀顆粒含量過多;

(3)水泥用量相對較少，可采用低強度等級混凝土;

(4)用水量較大，水灰比較高的混凝土;

(5)與某些外摻劑以及水泥自身的化學成分有關;

(6)使用了表層刷油的鋼模板，使成型的混凝土易產生氣泡;

(7)與混凝土澆筑中振搗不充分、不均勻有關。

2 機理分析

(1)材料方面

氣泡的形成主要是屬于一種物理原因。根據集料級配的密實原理，如果材料本身級配不合理，粗集料偏多，集料大小不當，碎石材料中針片狀顆粒過多，以及實際使用砂率比實驗室提供的砂率要少，細集料不足以填筑粗集料之間的空隙，導致集料不密實，形成自由空隙，為氣泡的產生提供了條件。

水泥和水的用量多少，也是導致氣泡產生的重要原因。在實驗室配混凝土時，考慮水泥用量主要是針對強度而言。如果在能夠滿足混凝土強度的前提下，增加水泥用量，減少水的用量，氣泡會減少。其原因是多余的水泥凈漿可以填塞因級配不合理或其他因素導致的空隙，而水的減少可以使自由水形成的氣泡(混凝土中水泡蒸發干后，成為氣泡)減少。另外，在水泥用量較少的混凝土拌和過程中，由于水和水泥的水化反應消耗部分用水較少，使得薄膜結合水、自由水相對過多、從而讓水泡形成的幾率增大，這便是用水量較大、水灰比較高的混凝土易產生氣泡的原因所在。

某些混凝土外摻劑以及水泥自身的化學成分，也是導致氣泡產生的原因。雖然由于化學成分產生的氣泡比物理原因產生的氣泡在生產實踐中出現的幾率要少，但其機理的復雜程度要比物理原因更甚。

(2)工藝方面

在混凝土的拌和灌注過程中，容易混進一些空氣。混凝土拌和物中的氣泡既不能自身逸出，也不會靠本身的重量將這些氣泡排出，所以混凝土的振搗是使用混凝土獲得密實、排出氣泡的重要手段。振搗時集料顆粒互相靠攏緊密，將空氣帶著一部分水泥漿擠到上部，氣泡借助振動力冒出來。

不同結構類型的混凝土要選用不同的振搗器。振搗器的類型不同，其性能不同。乾薄的結構，如橋面鋪裝層，一般用平板振搗器;深厚的結構物，如基礎墩臺、蓋梁等要用插入式(也叫內震式)振搗器;對于T形梁、箱梁和工字梁的腹板可配以附著式振搗器。

振搗時間與氣泡的排除有直接的關系。一般來講，振搗時間越長，力量越大，混凝土越密實。但時間過長，石子下沉，水泥漿上浮，發生分層、泌水及離析現象，使氣體集中于頂部，形成“松頂”。時間過短，骨料顆粒還沒有靠攏緊密，不能將水和多余的空氣排出，達不到密實的目的。對于流動性較大的混凝土，振動力不能過大，時間不宜過長;對于干硬性混凝土，則必須強力振搗。振實的標志是:在振搗過程中，當混凝土停止下沉，表面不再出現氣泡，就認定為已經振實。

在一定條件下，延長振搗時間，可以提高振搗效果，但不能增加有效范圍。而有效范圍之內的氣泡才能在振搗過程中排出，所以要選擇合理的振搗半徑。提高振動頻率，能有效提高振動范圍，而頻率過大時，振動范圍反而又減小。在通常情況下，插入式振搗器的振搗半徑是45～74cm，插入間距大都限制在60cm以下。如前所述，不同的振搗方法，振搗的混凝土厚度不同。采用插入式振搗器時，分層厚度不應大于振搗器棒頭長度的0.8倍;采用表面振搗器時，分層厚度不應大于20cm。振搗有效范圍還與混凝土的稠度有關。一般振動波隨著四周距離的延長而減弱，對于干硬性混凝土和易性越差，振動能的衰減越大，有效距離越短，對于軟稀混凝土則相反。

振搗器插入的速度也會影響氣泡的排出。插入時要快，使上下部混凝土受到同樣時間的振搗。拔出時則要慢，否則振搗棒的位置不易被混凝土拌和物填實，容易形成空隙，對于干硬性混凝土尤其如此，慢拔則空隙在振搗過程中慢慢聚合填實，也利于氣泡外逸。

就目前高等級公路工程而言，混凝土構造物使用鋼模成型已占主導地位。為了便于脫模，采用在鋼模表層刷油的方法最為常見。在混凝土振搗過程中，由于自由水往兩邊及上面走動，使得不吸水的鋼模與混凝土接觸面含水較多，同時鋼模上的油有一定的粘滯力，使得接觸面的水不易跑動，這樣混凝土表面形成水泡的幾率較大。由此可見，鋼模本身不吸水和油的粘滯力對氣泡的排出是不利的。

3 解決辦法

(1)把好材料關。嚴格控制集料大小和針片狀顆粒含量，備料時要認真篩選，剔除不合格材料。

(2)選擇合理級配，使粗集料和細集料比率適中。

(3)選擇適當的水灰比，可以在實驗室內多做幾組，相互比較，從中擇優選用。在保證混凝土強度的前提下，建議采用標號較低或者相關物理技術性能指標偏差一些的水泥，以增大水泥用量。

(4)努力降低實際生產與試驗之間的差異。施工過程中，要及時做好材料含水量檢測，應該做到每車集料過秤，采取重量比控制，并隨時調整現場配合比，使水泥和砂率不致發生較大偏差。

(5)選用化學成分品質優良的外摻劑和水泥。目前這方面的品牌很多，不能一概而論。進行化學分析當然是一種辦法，但對于實際生產，最簡便易行的辦法莫過于多做幾種試件，選取一種較好的用于生產。

(6)高度重視混凝土的振搗。如前所述，要選擇適宜的振搗設備，最佳的振搗時間，合理的振搗半徑和頻率，插入式振搗器快插慢拔。

(7)模板應保持光潔。脫模劑要涂抹均勻但不宜涂得太多太厚，刷油時，可以在油中摻入滑石粉。

4 結束語

只要分析清楚氣泡產生的原因，找出相宜的辦法，混凝土表面的氣泡是可以消除的。值得注意的是，氣泡的產生往往不是單一的原因造成的，解決的辦法也不是一成不變的，應該具體問題具體分析。另外，在消除氣泡問題的同時要綜合考慮其他技術指標，不能片面強調某一方面，否則將會顧此失彼，得不償失。