淺談混凝土表面氣泡的成因與防治措施

李興景

摘要：隨著水利工程行業(yè)的繁榮發(fā)展，混凝土被大量運用于工程中，但二襯反供位置混凝土表面出現(xiàn)氣泡的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。由于加入優(yōu)質(zhì)的引氣劑，在混凝土中形成的直徑20-200um微小氣泡就屬于無害氣泡，它不但不會降低強度，還會大大提高混凝土的耐久性。而當混凝土表面的氣泡過大時，就是有害氣泡，會對混凝土產(chǎn)生危害。本文以二襯反供混凝土澆筑為了列，混凝土表面氣泡產(chǎn)生原因提出防治措施。

關(guān)鍵字：混凝土；氣泡；預(yù)防措施

一、工程概況

本工程位于xx縣境內(nèi)，合同主體為輸水隧洞工程。輸水隧洞長23471m，樁號為105+907～104+458；縱坡i=0.3815‰，成洞凈空高H=18.28m。主洞沿線布置了5條施工支洞，分別為1#、2#、3#、施工支洞，支洞長度分別為834.98m、707.13m、410.35m、667.8m，支洞斷面均為圓拱直墻型，其中5#施工支洞成洞斷面尺寸為8.5×8.5m（寬×高）、2#施工支洞成洞斷面尺寸為9.6×8.5m（寬×高），其余施工支洞成洞斷面尺寸為10.6×7.0m（寬×高），相比較高速鐵路、公路斷面小。

二、混凝土表面氣泡的成因

1.1原材料使用不當

1.1.1根據(jù)骨料級配密實原理，在施工過程中，如果使用材料本身級配不合理，粗骨料偏多，細骨料較少，碎石材料中針片狀顆料含量過多，以及在生產(chǎn)過程中實際使用砂率比試驗室提供的砂率要小，此時細粒料不足以填充粗集料之間的空隙，導(dǎo)致集料不密實，形成產(chǎn)生氣泡的自由空隙。骨料干燥在拌合過程中不斷飽和吸水產(chǎn)生氣泡。

1.1.2水泥的多少和水灰比的大小，也是導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生的重要原因。在試驗室試配混凝土?xí)r，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，一定限度內(nèi)增加水泥用量，減少水的用量，氣泡會減少。但如果不減少水的用量，氣泡數(shù)量是否減少不確定，同時也增加了混凝土的粘度，影響了攪拌混凝土?xí)r產(chǎn)生氣泡的排出，而水量較多也使自由水較多易形成氣泡。在水泥用量太少的混凝土拌合物中，由于水化反應(yīng)耗費用水較少，使得薄膜結(jié)合水、自由水相對較多，從而讓氣泡形成的幾率增大，這就是用水量較大、水灰比較高的混凝土易產(chǎn)生氣泡的原因所在。

1.1.3摻合料也會直接影響氣泡數(shù)量。當混凝土中水泥的含量可以保證混凝土的強度時，用摻合料代替部分水泥，可以改善混凝土的和易性，活性料還對強度有一些提高，適量的摻合料能改善混凝土的和易性，形成的膠合料能填塞骨料間的空隙，減少氣泡的產(chǎn)生。但摻加過量的摻合料會導(dǎo)致混凝土的粘度增加，影響氣泡的排出，故混凝土中摻合料較多是導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生的原因。

1.2攪拌時間對混凝土含氣量的影響

混凝土攪拌時的時間不同對混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的氣泡也會有不同的影響。混凝土在攪拌過程中，如果攪拌不勻，同樣的水膠比，外加劑多的地方所產(chǎn)生的氣泡就會多，而未拌合到外加劑的部分則會出現(xiàn)坍落度不均，坍損大、離析的現(xiàn)象。但是混凝土罐車向洞內(nèi)運輸?shù)焦ぷ髅婊炷梁瑲饬枯^出機口含氣量增加2%到4%，從而過分的攪拌混凝土又會使混凝土在攪拌的過程中所夾帶進入的空氣氣泡越來越多，均為有害氣泡。

1.3溫度變化的影響

混凝土受水泥水化熱作用、大氣及周圍溫度、等因素影響而冷熱變化時，發(fā)生收縮和膨脹，能產(chǎn)生表面氣泡。溫度表面氣泡區(qū)別其它表面氣泡最主要特征是將隨溫度變化而擴張或合攏。其多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)中。這種表面氣泡的產(chǎn)生通常無一定規(guī)律。

1.4施工方法不當

在實際施工時，沒有嚴格按照《水工混凝土施工規(guī)范》，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要求，氣泡也不能完全排出，這樣也會造成混凝土結(jié)構(gòu)表面氣泡。從多次的試驗中可以看出，分層的高度即每次下料的高度越高，則混凝土內(nèi)部的氣泡就越不容易往上排出。但振搗出現(xiàn)超振或欠振以及漏振對混凝土的表面氣泡缺陷就會越來越多。超振會使砼內(nèi)部的微小氣泡在機械作用下出現(xiàn)破滅重組，由小變大。欠振和漏振都會使混凝土出現(xiàn)不密實而導(dǎo)致的混凝土自然孔洞或空氣型的不規(guī)則大氣泡。使用的脫模劑不合理。混凝土結(jié)構(gòu)面層的氣泡一旦接觸到粘稠的脫模劑，就很難隨著振搗而上升排出。直接導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)氣泡。

三.混凝土表面氣泡的防治措施

2.1配合比方面的預(yù)防措施

2.1.1盡量減小水灰比和控制外加劑中引氣劑的含量，使混凝土中的含氣量一般混凝土控制在4%以內(nèi)。而水灰比越小，產(chǎn)生的氣泡會越少。

2.1.2在規(guī)范允許的條件下，盡量采用較大粒徑級配連續(xù)的骨料配制混凝土，因為增大骨料粒徑，可減少用水量而使混凝土的收縮和泌水隨之減少。實踐表明，采用較大粒徑的骨料配制同樣強度的混凝土，在水灰比相同的條件下水泥用量可減少40kg-50kg，用水量也會相應(yīng)減少。石子規(guī)格可根據(jù)施工條件，盡量選用粒徑較大、級配良好的石料最佳摻配，以減少水和水泥用量，使混凝土的收縮性和泌水性減小，同時使水泥的水化熱減少，降低混凝土的升溫。但骨料粒徑增大以后，易引起混凝土的離析。

2.1.3引氣劑的質(zhì)量對混凝土表面產(chǎn)生氣泡的影響很大。對高標號、高性能混凝土我們一定要選用引入氣泡要小于30um、分布均勻穩(wěn)定的引氣型外加劑。

2.2混凝土攪拌方面的預(yù)防措施

嚴格控制配合比施工用水量。加強對動態(tài)計量控制，使用水量盡量按照施工配合比要求。注意控制拌合時投料先后順序，外加劑應(yīng)與水混合后投入。

嚴格控制攪拌時間。混凝土的不均勻攪拌會導(dǎo)致外加劑在混凝土中的不均勻分布，從而起不到外加劑的作用。

要保證混凝土拌合物的均勻性。有的混凝土拌合物因為某種原因到現(xiàn)場時混凝土的坍落度損失很大.這時可能會利用外加劑進行二次調(diào)配，在這種情況下一定要加強對混凝土的攪拌，保證其均勻性。

2.3工藝方面的預(yù)防措施

首先，當炎熱季節(jié)澆筑混凝土?xí)r，混凝土攪拌場站宜對砂石骨料采取遮陽、降溫措施；當采用泵送混凝土施工時，混凝土的運輸宜采用混凝土攪拌運輸車，混凝土攪拌運輸車的數(shù)量應(yīng)滿足混凝土連續(xù)澆筑的要求。

其次，泵送混凝土的鋪攤厚度不大于500mm，非泵送混凝土的鋪攤厚度不大于400mm。要嚴格控制振搗的時間，振搗要密實，做到不欠振、不過振、不漏振。需要分層次澆注時，在上層混凝土澆注前，應(yīng)充分潤濕已澆混凝土，并且將表面清理干凈。

最后，注意振搗排氣操作，在二襯邊供位置進行振搗時，應(yīng)通過多次提拉振搗棒拉出氣泡，加快氣泡排除速度，控制振搗時間，減少擾動，采用質(zhì)量好的水溶性脫模劑，避免脫模劑對氣泡的粘滯作用。目前經(jīng)試驗脫模劑加消泡劑后，可以明顯改善混凝土表面狀態(tài)，麻面消失，大氣泡減少。其次試驗了機油加消泡劑，但效果不太理想，只是有大氣泡向小氣泡發(fā)展的趨勢。可能與機油粘度大，氣泡不易排出有關(guān)。經(jīng)實踐證明表面光滑的模板產(chǎn)生的氣泡少，模板粗糙時氣泡多一些。

結(jié)束語

在很多全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)工程的施工中，按照以上控制措施對混凝土原材料、模板、脫模劑的選擇，混凝土粘稠度、和易性及其澆筑振搗等方面進行了嚴格控制，通過對結(jié)構(gòu)工程的跟蹤檢查，證明有效控制了混凝土表面氣泡的大小和間距，達到了很好的效果。

參考文獻

[1]楊錢榮等，《高頻振搗對引氣混凝土氣泡特征參數(shù)的影響》.

[2]《遼西北供水工程隧道襯砌耐久性混凝土配合比設(shè)計與早期裂縫控制技術(shù)研究報告》.