混凝土表面蜂窩麻面形成原因及抑制方法

李　委　周文勇

摘 要:隨著建筑業飛速發展,科技水平不斷提高,工程對混凝土的各種性能要求越來越高,工程不僅要求混凝土工作性能好、強度指標高、耐久性好等,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要求更為突出,為此給我們提出一個新的課題,即如何保證混凝土結構表面無蜂窩麻面,光潔如鏡,本文將對此做些探討。

關鍵詞:混凝土;結構;蜂窩麻面

1 混凝土結構表面蜂窩麻面形成的內部原因

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人適量的引氣劑。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會形成較大的氣泡,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。

混凝土配合比不當,混凝土過于黏稠,振搗時氣泡很難排出。由于混凝土配合比不當,例如膠結料偏多、砂率偏大、用水量太小、外加劑中有不合理的增稠組分等,都會導致新拌混凝土過于黏稠,使混凝土在攪拌時就會裹人大量氣泡,即使振搗合理,氣泡在黏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。

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。有一些水泥廠為了增大水泥細度,提高水泥早期強度,又考慮節約電能,往往在磨粉時加人一些助磨劑,例如木鈣、二乙二醇、三乙醇胺、丙二醇(l.2)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。

2 解決混凝土內部不利因素的方法

選擇使用優質的引氣劑。優質的引氣劑在混凝土中引人的氣袍直徑宜在10-200 微米,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. 25毫米)。筆者先后試驗了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,認為以丹寧酸和旅烯為主要原材料的引氣劑綜合性能較好。

降低混凝土黏稠度。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分,改善混凝土的黏稠性,也可以提高混凝土結構窗層的質量。

控制新拌混凝土和易性。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。

如果水泥中含有引氣組分,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 30 達因/厘米的許多助劑,都可以消除其中的氣泡。

3 混凝土結構表面蜂窩麻面形成的外部原因

在《混凝土泵送技術規程》中規定“混凝土澆注分層厚度,宜為300-500毫米”,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。

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,產品大致分以下幾大類:礦物油類、乳化油類、水質類、聚合物類和溶劑類等。

就礦物油類脫模劑而言,不同標號的機油黏度也不盡相同,即使是同標號的機油,由于環境溫度不同,黏度也不相同,氣溫高時黏度低,氣溫低時黏度高。當氣溫較低時,附著在模板上的機油較黏,新拌混凝土結構面層的氣泡一旦接觸到黏稠的機油,即使合理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,用來降低脫模劑的黏度,這樣做能起到一定作用,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。

動植物油進行脂化的艦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。模板材質不同也會使混凝土結構面層出現不同的狀態。溶液和各種固體接觸后都會形成不同的接觸角,水泥漿體也不例外,接觸角越小液體在固體上附著力越強(用余弦定理可以解釋)。在日常生活中常用的“不粘鍋”其面層就涂了聚四氟乙烯(商品名稱叫特夫隆),在生產實踐中大家都知道在其他條件相同的前提下,使用尿醛樹脂壓制的竹或木模板成型的混凝土面層質量比用鐵模板成型的混凝土面層質量有明顯的提高。

環境溫度對混凝土結構面層的質量也有影響。由于氣泡內部含有氣體,因此氣泡休積變化對環境溫度特別敏感,環境溫度高時氣泡休積變大,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,不容易形成聯通氣飽。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,因此附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。

4 解決混凝土外部不利因素的方法

嚴格按《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 50 厘米。選擇使用優質的脫模劑。在有條件的情況下應優先選用尿醛樹脂壓制的竹、木模板進行成型。復振是消除混凝土結構面層蜂窩麻面最有效的方法之一。筆者曾在某工地發現6個混凝土橋礅表面下部平整光潔,越往上氣泡越多,最上層氣泡最多,一個橋礅用同一批混凝土,甚至用同一車混凝土,而且上下模板相同,結果呈現不同的狀態。查其原因主要是振搗第二層混凝土時不自覺地又振搗了第一層,振搗第三層時不自覺地又振搗了第二層和第一層,按此作法橋礅下部的混凝土等于多次受振搗,因次外觀平整光潔,越往上相對振搗次數逐漸減少。盡管在《混凝土泵送技術規程》中明確規定:間隔 20-30分再復振一次,春、秋季節進行混凝土施工時尤其重要。據筆者長期在施工現場觀察,實際這樣操作的單位鳳毛麟角,應引起施工管理人員高度重視。

合理使用消泡劑。消泡包括兩方面的含義,一是“抑泡”,即防止氣泡或泡沫的產生;二是“破泡”,即是將已產生的氣飽(或泡沫)消除掉。消泡劑除了發泡體系的特殊要求外,還具備消泡力強,用量少;加到起泡體系中不影響體系的基本性質;化學性穩定,耐氧化性強;在起泡性溶液中的溶解性好;無生理活性,安全性高等特性。另外使用效果與消泡劑的品種、摻量有很大關系,往往選擇不當或摻加量不合適都不會達到預期效果。

一般外加劑中都含有減水劑,目前使用的減水劑大多數為陰離子型表面活性劑。當外加劑加人到混凝土中后,使混凝土中拌合用水的表面張力不同程度地下降,埋伏下了起泡的因素,在混凝土攪拌或制作過程中會產生不必要的氣泡,國外發達國家很早就發現了這個問題,他們在許多外加劑中都摻人了適量的消泡劑,用來消除有害的大氣泡。目前國內在混凝土外加劑中摻加消泡劑的產品比較少,尚未引起外加劑廠家(尤其是復配外加劑廠家)的足夠重視。