淺談混凝土表面氣泡的成因與防治措施

邢曉靜

【摘 要】我國(guó)是世界最大的水泥生產(chǎn)國(guó)，混凝土工程量也居世界之首，近年來對(duì)于混凝土技術(shù)研究雖然發(fā)展較快，但經(jīng)調(diào)查，混凝土表面的氣泡消除卻存在較少研究。目前，混凝土表面出現(xiàn)的氣泡，引起了建設(shè)單位、監(jiān)理單位、商品混凝土供應(yīng)單位以及施工單位多方的扯皮糾紛時(shí)有發(fā)生，每年發(fā)生的頻率無法統(tǒng)計(jì)。現(xiàn)就建筑墻體表面氣泡的成因與防治問題進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】混凝土；表面氣泡；措施

在混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范中規(guī)定，當(dāng)混凝土含氣量每增加1%時(shí)，28天抗壓強(qiáng)度下隆5%。但若是加入優(yōu)質(zhì)的引氣劑，可以在混凝土中形成直徑20-200μm的微小氣泡，使氣泡不僅分布均勻而且密閉獨(dú)立，在混凝土施工過程中有一定的穩(wěn)定性。從混凝土結(jié)構(gòu)理論上來講，直徑如此小的氣泡形成的孔隙屬于毛細(xì)范圍或稱無害也、少害孔，它不但不會(huì)降低強(qiáng)度，還會(huì)大大提高混凝土的耐久性。而當(dāng)混凝土表面的氣泡大于以上標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，對(duì)混凝土將會(huì)帶來不利影響。

一、混凝土表面氣泡產(chǎn)生的原因

引起混凝土結(jié)構(gòu)表面氣泡的原因較多，也較復(fù)雜，但經(jīng)過歸納，在施工中產(chǎn)生氣泡的最主要原因是由于材料、施工方法不當(dāng)所造成的。

（一）原材料使用不當(dāng)

根據(jù)骨料級(jí)配密實(shí)原理，在施工過程中，如果使用材料本身級(jí)配不合理，粗骨料偏多，細(xì)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(shí)際使用砂率比試驗(yàn)室提供的砂率要小，此時(shí)細(xì)粒料不足以填充粗集料之間的空隙，導(dǎo)致集料不密實(shí)，形成產(chǎn)生氣泡的自由空隙。另外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(yàn)室試配混凝土?xí)r，考慮水泥用量主要是針對(duì)強(qiáng)度而言，如果在能夠滿足混凝土強(qiáng)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(huì)減少，但如果不減少水的用量，氣泡數(shù)量是否減少不確定，但同時(shí)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(fèi)用水較少，使得薄膜結(jié)合水、自由水相對(duì)較多，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(chǎn)生氣泡的原因所在。再者摻合料的多少也會(huì)直接導(dǎo)致氣泡數(shù)量的增減，當(dāng)混凝土中水泥的含量可以保證混凝土的強(qiáng)度時(shí)，用摻合料代替部分水泥，可以改善混凝土的和易性而造價(jià)會(huì)大大降低，活性料還對(duì)強(qiáng)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(huì)導(dǎo)致混凝土的粘度增加，影響氣泡的排出，故商品混凝土中摻合料較多是導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生的原因；試驗(yàn)結(jié)果表明，減水劑ZB-1A摻量0.7%的混凝土表面氣泡數(shù)量是不摻減水劑的混凝土的3.5倍，而且摻量越大影響越明顯。

（二）施工方法不當(dāng)

《混凝土泵送技術(shù)規(guī)程》（GB/T10-95）中規(guī)定“混凝土澆注分層厚度，宜為300～500mm”但是在實(shí)際施工時(shí)，往往澆注厚度都偏高，由于氣泡行程過長(zhǎng)，即使振搗的時(shí)間達(dá)到要求，氣泡也不能完全排出，這樣也會(huì)造成混凝土結(jié)構(gòu)表面氣泡。

振搗工藝不當(dāng)，混凝土振搗不充分；由于設(shè)計(jì)斷面尺寸比較小，截面變化處不容易振搗，氣泡不易逸出。

墻體內(nèi)大型預(yù)留洞口底模未設(shè)排氣孔，混凝土對(duì)稱下料時(shí)產(chǎn)生氣囊，或鋼制模板封閉太嚴(yán)，表面排氣困難。

不合理使用脫模劑，新拌混凝土結(jié)構(gòu)面層的氣泡一旦接觸到粘稠的脫模劑，即使合理的振搗，氣泡也很難沿模板上升排出，直接導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)氣泡。

二、產(chǎn)生的氣泡對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的危害

這里所說的危害不能一概而論。實(shí)驗(yàn)證明當(dāng)混凝土中氣泡的粒徑在30—50nm以下時(shí)，或當(dāng)混凝土的含氣量在4%以內(nèi)時(shí)，這些氣泡對(duì)增加混凝土的耐久性、抗凍性、抗摻性是有極大的好處的。當(dāng)混凝土中通過引所劑的作用產(chǎn)生了很多微小的氣泡后，會(huì)使混凝土在地震的作用下減少混凝土的脆性而增大混凝土的韌性。所以不能因?yàn)閾郊恿艘龤鈩┒a(chǎn)生的氣泡均歸罪與它是不公的。

降低了混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。由于氣泡較大，減少了混凝土的截面體積，致使混凝土內(nèi)部不密實(shí)，從而影響了混凝土的強(qiáng)度。

降低了混凝土結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性能。由于混凝土表面出現(xiàn)了大量的氣泡，減少了鋼筋保護(hù)層的有效厚度，加速了混凝土表面碳化的進(jìn)程，嚴(yán)重的影響了混凝土的外觀。

三、混凝土表面氣泡的防治措施

從設(shè)計(jì)上控制水灰比和外加劑中引氣劑的含量

在滿足施工要求坍落度的情況下，盡量減小水灰比，同時(shí)控制外加劑中引氣劑的含量不得大于規(guī)范規(guī)定的范圍，使混凝土中的含氣量：一般混凝土控制在4% 以內(nèi)，高標(biāo)號(hào)混凝土如C50—C60混凝土控制在3%以內(nèi)。而水灰比越小，產(chǎn)生的氣泡會(huì)越少。

原材料上控制引氣劑的質(zhì)量和含量

外加劑中引氣劑的質(zhì)量對(duì)混凝土表面產(chǎn)生的氣泡有著本質(zhì)的影響。俗話說，治標(biāo)應(yīng)治本。所以對(duì)高標(biāo)號(hào)、高性能混凝土我們一定要選用引氣氣泡小、分布均勻穩(wěn)定的引氣型外加劑。盡量少用含松香類型的引氣劑，因?yàn)檫@類引氣劑摻入后產(chǎn)生的氣泡較大。

從混凝土生產(chǎn)中解決產(chǎn)生氣泡的原因

如前所述，混凝土的不均勻攪拌會(huì)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。特別強(qiáng)調(diào)的是：有的商品混凝土從出廠到施工現(xiàn)場(chǎng)需要很長(zhǎng)的運(yùn)輸時(shí)間，這時(shí)由于有的坍損較大，有的廠家技術(shù)員利用外加劑進(jìn)行二次調(diào)配，在這種情況下一定要加強(qiáng)混凝土的攪拌均勻。

從施工工藝上來減少氣泡的產(chǎn)生

實(shí)踐證明，從模板的脫模劑上來消除混凝土表面的氣泡會(huì)起到很好的效果。目前在市場(chǎng)上已經(jīng)有很多單位研制出了具有消泡化學(xué)成分的脫模劑，這種消泡型的脫模劑在使用后，當(dāng)混凝土產(chǎn)生的氣泡與模板表面脫模劑中所含的消泡劑相遇后，消泡劑會(huì)立即破滅或由大變小，由小變微，使混凝土表面起到極其平滑致密的效果。另外，實(shí)踐還證明，當(dāng)采用表面光滑的模板時(shí)產(chǎn)生的氣泡少，當(dāng)采用表面粗糙的模板時(shí)產(chǎn)生的氣泡就會(huì)多一些。因此在選定施工方案或模板材料時(shí)，盡可能地選用優(yōu)質(zhì)、表面光滑的模板材料。

從施工方法上來解決產(chǎn)生氣泡的原因

在混凝土的施工過程中，我們應(yīng)注意：應(yīng)分層布料，分層振搗。分層的厚度以不大于50cm為宜。否則氣泡不易從混凝土內(nèi)部往上排出。同時(shí)應(yīng)注重混凝土的振搗，嚴(yán)防出現(xiàn)混凝土的欠振、漏振和超振現(xiàn)象。

采用后天補(bǔ)救的方法來解決已產(chǎn)生的表面氣泡

經(jīng)實(shí)踐證明，采用與商品混凝土同品種、同標(biāo)號(hào)、同配比的水泥和粉煤灰配制后，對(duì)商品混凝土構(gòu)件表面所產(chǎn)生的細(xì)微氣泡進(jìn)行填補(bǔ)，會(huì)起到色澤一致、強(qiáng)度要求相當(dāng)?shù)男Ч５钅〞r(shí)，應(yīng)在混凝土構(gòu)件剛拆模時(shí)進(jìn)行，這樣當(dāng)填抹的水泥粉料填入混凝土表面的氣泡中時(shí)，粉料會(huì)吸入混凝土內(nèi)部的多余水分或是利用給混凝土養(yǎng)護(hù)的水分來自身發(fā)生水化、固化反應(yīng)，從而基本達(dá)混凝土原設(shè)計(jì)的強(qiáng)度。對(duì)較大缺陷的氣泡修補(bǔ)應(yīng)采用混凝土原漿進(jìn)行修補(bǔ)，但需經(jīng)建設(shè)單位和監(jiān)督部門驗(yàn)收認(rèn)可后方可進(jìn)行。

四、結(jié)束語(yǔ)

在很多全現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)墻體工程的施工中，按照以上控制措施對(duì)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(jìn)行了嚴(yán)格控制，通過對(duì)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(dá)到了清水混凝土的效果。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張文，蔣福山，劉新平等. 澆注式混凝土高性能高粘瀝青材料的試驗(yàn)研究[J]. 中外公路，2013，33（3）：105.-106.