混凝土气泡原因分析及解决措施技术研究：揭示气泡背后的秘密，探寻最佳解决方案 ...

日出蒙汜 2024-3-23 11:04 15人围观混凝土

引言混凝土是由多种材料搅拌混合而成，混凝土中的大碎石、中碎石、小碎石起骨架作用，碎石之间的空隙由砂填充，砂和碎石之间空隙由浆体填充。浆体数量除了填充粗细集料空隙外，还应有富余的浆体改善混凝土的可泵送性 ...

引言

混凝土是由多种材料搅拌混合而成，混凝土中的大碎石、中碎石、小碎石起骨架作用，碎石之间的空隙由砂填充，砂和碎石之间空隙由浆体填充。浆体数量除了填充粗细集料空隙外，还应有富余的浆体改善混凝土的可泵送性能。部分试验检测人员在施工配合比调整中存在浆体偏少现象，浆体体积不足导致产生有害气泡。气泡直径100nm以上时对混凝土有害，气泡直径100～50nm时危害程度一般，直径50～20nm的气泡对提升混凝土的工作性能有益。合理控制混凝土的含气量，对改善混凝土的工作性能有益。直径在50nm以下的小气泡对混凝土的强度没有影响，而且能提高混凝土的工作性能。当混凝土含气量超过4%对实体工程质量有害。第一，混凝土的抗压强度、抗折强度随着混凝土密度降低而降低。第二，混凝土容易碳化，影响其耐久性能指标。第三，气泡多了还会影响工程的外观。

机制砂水泥混凝土气泡来源及解决方法

1.1　材料原因及解决方法

1.1.1　水泥品种的影响及解决方法

水泥生产厂家为了降低能耗，添加助磨剂生产，助磨剂会将气泡带入水泥混凝土中，且水泥的细度和碱含量也会导致混凝土含气量增加。标准稠度用水量过高的水泥，将导致混凝土过于黏稠，混凝土中的气泡也不容易排出，导致混凝土外观气泡较多，此时若采取技术措施降低混凝土的黏度，又会降低混凝土的强度。必须选择含碱量符合规范要求、生产过程不掺或少掺助磨剂、与外加剂适应性良好、规模较大、质量相对稳定且试配中气泡较少的水泥，尽可能选择标准稠度用水量相对低的水泥。针对不同细度的水泥对混凝土外观气泡的影响，采用不同细度水泥开展对比试验，试验结果见表1。

1.1.2　集料的影响及解决方法

根据最大堆积密度原理，由于骨料级配不良，针片状颗粒含量较多，粗细集料比例不合理，存在空隙容易产生气泡，且大多为大气泡。严格控制细集料的细度模数、含泥量及亚甲蓝值，级配搭配一定要合理。

严格控制粗集料的掺配比例，粗集料掺配比例试验取样必须有代表性，试验操作必须规范，否则会得到不合理的掺配比例，误导对试验结果的判断。集料品质不好会导致混凝土性能不佳，从而导致混凝土气泡偏多。集料级配与气泡的关系见表2，集料含泥量与气泡的关系见表3。

1.1.3　减水剂的影响及解决方法

减水剂生产厂家在成品复配生产过程中会添加引气剂改善混凝土的工作性能，不同类型的引气剂和引气剂的用量导致气泡数量和大小都不同。有的减水剂生产厂家的减水母液本身就具有一定的引气功能，引入的气泡有的稳定，有的不稳定，如果引入的是大的气泡会影响混凝土性能。有的工作人员只检测混凝土含气量，不检测气泡的大小和稳定性。含气量指标可能符合设计要求，但如果是大气泡就是有害的，大气泡除影响混凝土的抗压强度外，还影响混凝土的耐久性能。减水剂中应添加引入小气泡，而且气泡稳定的引气剂，消泡剂与引气剂合理搭配消除有害气泡的影响。一定要选用引气气泡小、分布均匀稳定的引气型减水剂。尽量少用含松香类型的引气剂，这类引气剂掺入后产生的气泡较大。减水剂中加入不同数量的引气剂，控制混凝土的不同含气量，对比含气量与混凝土气泡的关系，试验结果如表4。

1.1.4　外掺料的影响及解决方法

混凝土中使用不同的掺合料代替部分水泥，当水泥与掺和料之间处于合理的级配时形成的胶合料能填塞骨料间的空隙，混凝土的流动性、包裹性能将得到极大的改善，有害气泡减少。混凝土掺合料粉煤灰中存在有害杂质，尤其是粉煤灰在生产过程中脱硫、脱硝工艺中产生大量的氨气，混凝土振捣不到位导致氨气不能完全排除，产生大量气泡。较大的有害气泡在破裂时能听见破裂的声音，这种现象在掺和料质量较差而且使用量较大时比较明显。采用不同的粉煤灰对比粉煤灰质量与混凝土气泡的关系，试验结果如表5。

1.1.5　配合比设计不合理及解决方法

混凝土的浆骨体积比太小时，导致混凝土气泡偏多。而胶凝材料太少除了胶材用量少的原因外，还有可能是因为配合比设计砂率小、机制砂中0.075mm以下含量太低导致混凝土的浆体体积不够填充碎石和砂之间的空隙。此时往往体现出混凝土的坍落度不大，坍落度放大就会导致混凝土的包裹性能不好。混凝土配合比的水胶比太低导致混凝土黏稠，表面张力较大，也导致混凝土的气泡不易排除。此时混凝土气泡往往体现为不规则的大气泡。混凝土太黏稠往往体现在高标号混凝土中。此时为了保证混凝土的强度往往通过添加硅灰等掺和料降低混凝土的黏性，但会导致混凝土的材料成本升高。混凝土黏性与气泡的关系见表6。

1.2　施工工艺原因及解决方法

1.2.1　振捣原因及解决方法

混凝土中的气泡只能相对减少，不能完全排出。为了有效控制混凝土的外观气泡病害，需要采取有效的措施排出混凝土中的气泡。

在混凝土施工过程中包括搅拌、运输过程都不可避免混进一些气体。其不能自行逸出，只能通过施工过程中加强振捣排出气泡。施工过程的振捣在振动棒的作用下气体排出。振捣时间越长，气泡越容易排出。但是如果过振，将导致大碎石下沉，浆体上浮，实体工程表面浮浆厚，影响实体工程质量。振捣时间不足，气泡不能完全排出，混凝土不够密实，抗压强度变低。对于坍落度较大的混凝土，应该减小振动功率并缩短振捣时间，对于坍落度相对小的混凝土，则应提高振捣功率并合理延长振捣时间，缩小振捣半径。当混凝土表面不再有气泡冒出，粗集料不再有明显下沉时即可停止振捣。

不同施工工艺和不同结构部位的混凝土要选用不同的振捣器。薄层混凝土宜选择平板振捣器。体积较大的结构物宜选用插入式振捣器。几何尺寸较小的结构物可配以附着式振捣器。振捣时间、振捣半径、振捣器的功率应合理搭配。不同振捣时间与混凝土气泡的关系如表7。

1.2.2　模板原因及解决方法

经实践证明，模板打磨越好，混凝土中的气泡越容易排出。模板光洁度越差，气泡越不容易排出。不同模板浇筑的T梁气泡数量见表8。

1.2.3　脱模剂选用不当及解决方法

目前工程施工习惯使用机油加柴油或液压油作为脱模剂，这种产品黏性高，表面张力大，气泡难以排出，尤其在冬季使用时，更不利于气泡排出。使用食用油或水性脱模剂能大大减少混凝土的气泡。其原理是黏性低的脱模剂能有效降低与模板接触处混凝土的表面张力，气泡易于排出。采用不同黏度的脱模剂对比混凝土的气泡，试验结果如表9。