預制梁表面氣孔的影響因素及控制要點

肖作銳

（廈門美益集團有限公司，福建 廈門 361027）

0 引言

預制混凝土結構是我國建筑的主要發展方向，在預制梁生產過程中，時常遇到預制梁出現色差、氣泡、蜂窩麻面、裂紋等一系列表觀質量問題，如果不能及時處理及控制，將直接影響預制梁的美觀程度以及使用壽命。其中，表面氣孔是最常見的表觀質量問題，因此，預制混凝土生產質量的控制以及表觀質量問題的預防在實際施工生產中具有很重要的現實意義和必要性[1-3]。本文將從混凝土配合比、模具、脫模劑等方面探討預制梁表面氣孔的影響因素及控制要點。

1 混凝土原材料的選擇及配合比設計

1.1 混凝土原材料的影響

（1）混凝土稠度過高或混凝土和易性較差都會造成在混凝土振搗過程中氣泡很難排出[4]。因此骨料級配不合理，針片狀以及粒徑不當，生產配比中砂率較低，容易導致混凝土拌合物不密實，在攪拌過程中易引入氣泡，且產生的氣泡不容易消失，導致混凝土表面出現氣孔。

（2）水泥的影響。目前水泥廠家為提高粉磨效率和水泥的強度，常常在水泥研磨時加入助磨劑，如三乙醇胺、三異丙醇胺等，由于其中一些助磨劑的摻入導致生產的水泥具有引氣效果，也容易導致混凝土表面形成氣孔。

（3）減水劑的影響。當采用陰離子型表面活性劑時，或使用引起過量時均會導致拌合混凝土中的游離水表面張力不均勻下降，從而形成氣泡，同時在混凝土攪過程中會由于機械力的作用會引入大氣泡。我們可以通過在外加劑中摻入適量的消泡劑，來減少氣泡產生的數量和大小。[5]。

1.2 混凝土配合比設計要求

預制梁用混凝土的性能要求應比常用混凝土更嚴格，通過大量試驗總結發現，想要減少預制梁表面氣孔，應滿足以下幾點性能要求：

（1）坍落度控制范圍：170±20mm，擴展度范圍：400±50mm；

（2）混凝土不離析泌水，漿體具有合適的粘聚性，允許石子少量外露；

（3）具有合適的含氣量，一般控制在2.0-3.0%；

（4）石子粒徑形貌和級配影響孔洞數量的存在，反擊破要優于普石；

（5）根據施工要求，可操作時間不小于1.5h；

（6）砂率在合理的情況下盡量低，能較為有效的減少浮漿；

（7）混凝土的終凝時間控制在8h 左右，具體以施工要求為準，若凝結時間短則需要盡早養護。

1.3 原材料選取

試驗和生產中選用原材料品種及廠家分別為：廈門美益PO42.5 水泥，嵩能II級粉煤灰，三鋼S95 級礦粉，花崗巖碎石，河砂。其性能要求滿足普通商品混凝土使用即可，特別注意的是預制梁專用聚羧酸減水劑與常規減水劑相比，應適當減小引氣劑用量，降低混凝土的含氣量，同時根據施工工序節奏，終凝結時間控制在8 小時以內。

1.4 配合比設計

根據JGJ 169-2009 清水混凝土應用技術規程，預制梁所使用的的混凝土配合比應首先滿足設計強度要求，具有良好的施工性能，同時為盡可能的減小表面產生氣泡的幾率，需要拌合物具有良好的流動性和適宜的粘聚性，既能夠減小氣泡上浮的阻力，同時混凝土振搗后抗分層能力好。其主要參數選擇依據和詳細配比如下所示：

（1）骨料級配及砂率：根據骨料的品種以及性能，采用最緊密堆積密度試驗，尋找出最優的石子搭配比例，同時在保證混凝土拌合物包裹性的前提下選用盡可能低的砂率，以避免產生浮漿，提高回彈強度[6]。本實驗采用5-20mm 反擊破碎石50%+5-20mm 普通碎石50%的搭配方式，砂率為37%。

（2）膠凝材料：根據“微集料效應”和“火山灰效應”，膠結材選用硅酸鹽水泥并采用粉煤灰和礦粉雙摻方式。膠材總量與試塊表面氣泡數量的關系如下：膠結材過少時，水泥漿體量較少，混凝土拌合物包裹性差，隨著膠材總量的增加氣泡數量先減小后呈現平穩的趨勢。

（3）用水量：固定水膠比后，混凝土用水量應由入模混凝土坍落度來進行控制，根據坍落度與氣泡數量的關系曲線圖，預制梁入模坍落度控制170±20mm，擴展度400±50mm 為最優。

表1 預制梁C30 專用配合比與普通C30 配合比

2 模具與脫模劑的選取

磨具的材質與脫模劑的品種選擇會直接影響到構件的表觀質量，本實驗選取木模、鋼模、鋁模三種模具，分別使用油性脫模劑、水性脫模劑，在同條件下成型混凝土，通過測定單位面積氣泡個數以評判模具和脫模劑對氣泡的影響[7]。

通過大量試驗總結如下結論：

（1）模具的材質、形狀、表面光潔度對氣孔的影響

模具表面光潔度對孔洞的存在有影響，模具安裝前建議進行打磨處理，人工用鋼刷清理模具，直至模具上無任何混凝土渣塊或者其他殘留，保證模具表面的光潔度；

（2）脫模劑是影響孔洞存在的關鍵因素

在表觀問題上，水性脫模劑普遍要優于油性脫模劑；同為水性脫模劑效果差別較大，合適的脫模劑需要大量試驗去驗證；脫模劑的刷涂工藝也是影響因素，刷涂不均勻，薄的會造成混凝土粘膜，太厚振搗時更容易產生砂線；模具安裝后涂刷脫模劑，采用合適水性脫模劑與水按一定比例調兌后進行噴涂或者涂刷。涂刷脫模劑要求：涂刷均勻無漏刷，無明顯掛壁，不宜過厚且防止被污染。

3 總結

目前，預制梁在我國建筑中開始大量使用，在預制梁生產過程中，常出現模板清理不徹底、原材料不適合、振搗方法有誤及后期的養護措施不能及時到位等問題，導致預制梁出現氣孔，如果不能及時處理及控制，將直接影響預制梁的美觀程度以及使用壽命。

本文在經過大量的實驗室試配以及現場試驗，從混凝土配合比、模具、脫模劑等方面探討并總結預制梁表面氣孔的影響因素及控制要點。通過采取以上措施后預制梁表面氣孔明顯變小、數量明顯減少[8]。在以后的工作中仍將進一步研究和試驗，持續改進；同時對生產工藝進行改進和優化。