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现浇商品混凝土结构表面气泡初探

信息来源:hunningtu.biz  时间:2009-05-18  浏览次数:123

  摘要:本文通过现实施工中商品混凝土构件所出现的表面气泡现象,对气泡的成因、危害及消除的方式方法上加以分析,并提出相应的解决办法,以此来提高混凝土的质量与成型效果。
  关键词:气泡;引气剂;耐久性;消泡剂
  我国是世界最大的水泥生产国,混凝土工程量也居世界之首,近年来对于混凝土技术研究虽然发展较快,但经调查,混凝土表面的气泡消除却存在较少研究。目前,混凝土表面出现的气泡,引起了建设单位、监理单位、商品混凝土供应单位以及施工单位多方的扯皮纠纷时有发生,每年发生的频率无法统计。
  在混凝土应用技术规范中规定,当混凝土含气量每增加1%时,28天抗压强度下隆5%。但若是加入优质的引气剂,可以在混凝土中形成直径20-200μm的微小气泡,使气泡不仅分布均匀而且密闭独立,在混凝土施工过程中有一定的稳定性。从混凝土结构理论上来讲,直径如此小的气泡形成的孔隙属于毛细也范围或称无害也、少害孔,它不但不会降低强度,还会大大提高混凝土的耐久性。而当混凝土表面的气泡大于以上标准时,对混凝土将会带来不利影响。
  现就工程中存在的质量问题进行分析。
  一、商品混凝土结构气泡产生的原因
  (一)外加剂掺量
  作为商品混凝土,为了保持长时间的运输和搅拌以及砼泵送的要求,必须要添加外加剂方可施工。现在市场使用的外加剂基本上均为引气型的减水泵送剂,这种外剂加入后,在搅拌混凝土过程中能引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡。有了这些微小的气泡,砼的保水性、和易性、可泵性等性能将会大大加强,同时对预拌混凝土的坍落度经时损失率将会大幅降低。但随着引气减水剂的类型和掺量的不同,所产生的气泡的数量和大小将会随之改变。
  (二)搅拌时间
  混凝土搅拌时的时间对混凝土内部产生的气泡也会有不同的影响。混凝土在搅拌过程中,如果搅拌不匀,同样的水胶比,外加剂多的地方所产生的气泡就会多,而未拌合到外加剂的部门则会出现坍落度不均、坍损大、离析的现象。但同时,过分的搅拌混凝土又会使混凝土的搅拌的过程中所夹带进入的空气气泡越来越多,从而会产生一个负面的作用。
  (三)脱模剂的作用
  由于有些施工单位延用了老的脱模剂的使用习惯,常常使用的是机构厂回收下来的废机油,这种废机油对气泡具有极的吸附性,混凝土内存在气泡一经与之接触,便会吸附在模板上而成型于混凝土结构的表面。还有一种脱模剂,即使是水性脱模剂但对混凝土产生的气泡仍然有吸附的作用,使混凝土内的气泡无法随机械振捣而随着模板的接触面逐步上升,从而无法排出混凝土内部所产生出来的气泡。
  (四)振捣情况
  由于施工中振捣的环境不一,振捣手的操作对混凝土表面出现气泡的多少也有着根本的不同。作为混凝土结构,振捣越好混凝土的内部结构就会越密实,这要从两个方面来解释,一是分层振捣的高度,二是振捣的时间。从多次的试验中可以看出,分层的高度即每次下料的高度越高,则混凝土内部的气泡就越不容易往上排出。但振捣的时间越长(超振)或越短(欠振)以及未振捣到的地方(漏振)对混凝土的表面气泡缺陷就会越来越多。超振会使砼内部的微小气泡在机械作用下出现破灭重组,由小变大。欠振和漏振都会使混凝土出现不密实而导致的混凝土自然也洞或空气型的不规则大气泡。
  (五)混凝土配合比
  从混凝土配比的设计中,当采用的水灰比越大,则混凝土结构表面所产生的气泡就会越多。这主要是因为当混凝土搅拌所用的水达到饱和后,多余的水份就会被引气剂将水珠从混凝土中游离出来而排出并吸附于混凝土结构的表面,当混凝土的强度在增长后,多余水份就会被混凝土自身养护而吸收或随着空气而蒸发发。原有混凝土内部或吸附于模板表面的水珠气泡就会自然形成。
  二、产生的气泡对混凝土结构的危害
  这里所说的危害不能一概而论。实验证明当混凝土中气泡的粒径在30-50nm以下时,或当混凝土的含气量在4%以内时,这些气泡对增加混凝土的耐久性、抗冻性、抗掺性是有极大的好处的。当混凝土中通过引所剂的作用产生了很多微小的气泡后,会使混凝土在地振的作用下减少混凝土的脆性而增大混凝土的韧性。所以不能因为掺加了引气剂而所产生的气泡均归罪与它是不公的。
  (一)降低了混凝土结构的强度
  由于气泡较大,减少了混凝土的截面体积,致使混凝土内部不密实,从而影响了混凝土的强度。
  (二)降低了混凝土结构的耐腐蚀性能
  由于混凝土表面出现了大量的气泡,减少了钢筋保护层的有效厚度,加速了混凝土表面碳化的进程。
  (三)严重的影响了混凝土的外观。
  三、混凝土表面有害气泡的预防和整改措施
  (一)从设计上控制水胶比和外加剂中气剂的含量
  在满足施工要求坍落度的情况下,尽量减少水胶比,同时控制外加剂中引气剂的含量不得大于规范规定的范畴。使混凝土中的含气量:一般混凝土控制在4%以内,高柰号砼如C50-C60混凝土控制在3%以内。而水灰比越小,产生的气泡会越少。
  (二)原材料上控制引气剂的质量和含量
  尤启俊(见文章结尾)等高级工程师曾阐述,外加剂中引气剂的质量对混凝土表面产生的气泡有着本质的影响,俗话说治标应治本,所以对高标号、高性能混凝土我们一定要选用引气气泡小、分布均匀稳定的引气型外加剂。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。
  (三)从混凝土生产中解决产生气泡的原因
  如前所述,混凝土的不均匀搅拌会导致外加剂在混凝土中的不均匀分布,从而起不到外加剂的作用。特别强调的是:有的商品混凝土从出厂到施工现场需要很长的运输时间,这时由于有我坍损较大,有的厂家技术员利用外加剂进行二次调配,在这种情况下一定要加强混凝土的搅拌均匀。但不是长时间的搅拌,在项翥行主编的《建筑工程常用材料试验手册》中有明确的规定“引气剂减水剂混凝土,必须采用机械搅拌,搅拌的时间不宜大于5min和小于3min”。搅拌的时间越长,产生的气泡也会越大。
  (四)从施工工艺上来减少气泡的产生
  西安建筑科技大学的张洁博教授曾研究论证,从模板的脱模剂上来消除混凝土表面的气泡会起到很好的效果。目前,在市场上已经有很多单位研制出了具有消泡化学成份的脱模剂,这种消泡型的脱模剂在使用后,当混凝土产生的气泡与模板表面脱模剂中所含的消泡剂相遇后,消泡剂会立即破灭或由大变小,由小变微。使混凝土表面起到极其平滑致密的效果。
  (五)从施工方法上来解决产生气泡的原因
  在混凝土的施工过程中,我们应注意:应分层布料,分层振捣。分层的厚度以不大于50cm为宜,否则气泡不易从混凝土内部往上排出。同时应注重混凝土的振捣,严防出现混凝土的欠振、漏振和超振现象。其“三振”现象产生的不良结果在前面已经阐述,在此不再重复。
  (六)采用后天补救的方法来解决已产生的表面气泡
  经实践证明,采用与商品混凝土同品种、同标号、同水泥和粉煤灰配制后,对商品混凝土构件表面所产生的细微气泡进行填补,会起到气色泽一致、强度要求相当的效果。但填抹时,应在混凝土构件刚拆模时进行,这样当填抹的水泥粉料填入混凝土表面的气泡中时,粉料会吸入混凝土内部的多余水份或是利用给混凝土养护的水份来自身发生水化、固化反应,从而基本达到混凝土原设计的强度。对较大的缺陷的气泡修补应采用混凝土原浆进行修补,但需经建设单位和监督部门验收认可后方可进行。
  参考文献
  [1]陈肇元,《混凝土结构的耐久性设计方法》
  [2]尤启俊,《引气对混凝土强度影响的认识误区》
  [3]葛兆明,《混凝土外加剂》
  [4]《混凝土》,《施工技术》杂志  摘要:本文通过现实施工中商品混凝土构件所出现的表面气泡现象,对气泡的成因、危害及消除的方式方法上加以分析,并提出相应的解决办法,以此来提高混凝土的质量与成型效果。
  关键词:气泡;引气剂;耐久性;消泡剂
  我国是世界最大的水泥生产国,混凝土工程量也居世界之首,近年来对于混凝土技术研究虽然发展较快,但经调查,混凝土表面的气泡消除却存在较少研究。目前,混凝土表面出现的气泡,引起了建设单位、监理单位、商品混凝土供应单位以及施工单位多方的扯皮纠纷时有发生,每年发生的频率无法统计。
  在混凝土应用技术规范中规定,当混凝土含气量每增加1%时,28天抗压强度下隆5%。但若是加入优质的引气剂,可以在混凝土中形成直径20-200μm的微小气泡,使气泡不仅分布均匀而且密闭独立,在混凝土施工过程中有一定的稳定性。从混凝土结构理论上来讲,直径如此小的气泡形成的孔隙属于毛细也范围或称无害也、少害孔,它不但不会降低强度,还会大大提高混凝土的耐久性。而当混凝土表面的气泡大于以上标准时,对混凝土将会带来不利影响。
  现就工程中存在的质量问题进行分析。
  一、商品混凝土结构气泡产生的原因
  (一)外加剂掺量
  作为商品混凝土,为了保持长时间的运输和搅拌以及砼泵送的要求,必须要添加外加剂方可施工。现在市场使用的外加剂基本上均为引气型的减水泵送剂,这种外剂加入后,在搅拌混凝土过程中能引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡。有了这些微小的气泡,砼的保水性、和易性、可泵性等性能将会大大加强,同时对预拌混凝土的坍落度经时损失率将会大幅降低。但随着引气减水剂的类型和掺量的不同,所产生的气泡的数量和大小将会随之改变。
  (二)搅拌时间
  混凝土搅拌时的时间对混凝土内部产生的气泡也会有不同的影响。混凝土在搅拌过程中,如果搅拌不匀,同样的水胶比,外加剂多的地方所产生的气泡就会多,而未拌合到外加剂的部门则会出现坍落度不均、坍损大、离析的现象。但同时,过分的搅拌混凝土又会使混凝土的搅拌的过程中所夹带进入的空气气泡越来越多,从而会产生一个负面的作用。
  (三)脱模剂的作用
  由于有些施工单位延用了老的脱模剂的使用习惯,常常使用的是机构厂回收下来的废机油,这种废机油对气泡具有极的吸附性,混凝土内存在气泡一经与之接触,便会吸附在模板上而成型于混凝土结构的表面。还有一种脱模剂,即使是水性脱模剂但对混凝土产生的气泡仍然有吸附的作用,使混凝土内的气泡无法随机械振捣而随着模板的接触面逐步上升,从而无法排出混凝土内部所产生出来的气泡。
  (四)振捣情况
  由于施工中振捣的环境不一,振捣手的操作对混凝土表面出现气泡的多少也有着根本的不同。作为混凝土结构,振捣越好混凝土的内部结构就会越密实,这要从两个方面来解释,一是分层振捣的高度,二是振捣的时间。从多次的试验中可以看出,分层的高度即每次下料的高度越高,则混凝土内部的气泡就越不容易往上排出。但振捣的时间越长(超振)或越短(欠振)以及未振捣到的地方(漏振)对混凝土的表面气泡缺陷就会越来越多。超振会使砼内部的微小气泡在机械作用下出现破灭重组,由小变大。欠振和漏振都会使混凝土出现不密实而导致的混凝土自然也洞或空气型的不规则大气泡。
  (五)混凝土配合比
  从混凝土配比的设计中,当采用的水灰比越大,则混凝土结构表面所产生的气泡就会越多。这主要是因为当混凝土搅拌所用的水达到饱和后,多余的水份就会被引气剂将水珠从混凝土中游离出来而排出并吸附于混凝土结构的表面,当混凝土的强度在增长后,多余水份就会被混凝土自身养护而吸收或随着空气而蒸发发。原有混凝土内部或吸附于模板表面的水珠气泡就会自然形成。
  二、产生的气泡对混凝土结构的危害
  这里所说的危害不能一概而论。实验证明当混凝土中气泡的粒径在30-50nm以下时,或当混凝土的含气量在4%以内时,这些气泡对增加混凝土的耐久性、抗冻性、抗掺性是有极大的好处的。当混凝土中通过引所剂的作用产生了很多微小的气泡后,会使混凝土在地振的作用下减少混凝土的脆性而增大混凝土的韧性。所以不能因为掺加了引气剂而所产生的气泡均归罪与它是不公的。
  (一)降低了混凝土结构的强度
  由于气泡较大,减少了混凝土的截面体积,致使混凝土内部不密实,从而影响了混凝土的强度。
  (二)降低了混凝土结构的耐腐蚀性能
  由于混凝土表面出现了大量的气泡,减少了钢筋保护层的有效厚度,加速了混凝土表面碳化的进程。
  (三)严重的影响了混凝土的外观。
  三、混凝土表面有害气泡的预防和整改措施
  (一)从设计上控制水胶比和外加剂中气剂的含量
  在满足施工要求坍落度的情况下,尽量减少水胶比,同时控制外加剂中引气剂的含量不得大于规范规定的范畴。使混凝土中的含气量:一般混凝土控制在4%以内,高柰号砼如C50-C60混凝土控制在3%以内。而水灰比越小,产生的气泡会越少。
  (二)原材料上控制引气剂的质量和含量
  尤启俊(见文章结尾)等高级工程师曾阐述,外加剂中引气剂的质量对混凝土表面产生的气泡有着本质的影响,俗话说治标应治本,所以对高标号、高性能混凝土我们一定要选用引气气泡小、分布均匀稳定的引气型外加剂。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。
  (三)从混凝土生产中解决产生气泡的原因
  如前所述,混凝土的不均匀搅拌会导致外加剂在混凝土中的不均匀分布,从而起不到外加剂的作用。特别强调的是:有的商品混凝土从出厂到施工现场需要很长的运输时间,这时由于有我坍损较大,有的厂家技术员利用外加剂进行二次调配,在这种情况下一定要加强混凝土的搅拌均匀。但不是长时间的搅拌,在项翥行主编的《建筑工程常用材料试验手册》中有明确的规定“引气剂减水剂混凝土,必须采用机械搅拌,搅拌的时间不宜大于5min和小于3min”。搅拌的时间越长,产生的气泡也会越大。
  (四)从施工工艺上来减少气泡的产生
  西安建筑科技大学的张洁博教授曾研究论证,从模板的脱模剂上来消除混凝土表面的气泡会起到很好的效果。目前,在市场上已经有很多单位研制出了具有消泡化学成份的脱模剂,这种消泡型的脱模剂在使用后,当混凝土产生的气泡与模板表面脱模剂中所含的消泡剂相遇后,消泡剂会立即破灭或由大变小,由小变微。使混凝土表面起到极其平滑致密的效果。
  (五)从施工方法上来解决产生气泡的原因
  在混凝土的施工过程中,我们应注意:应分层布料,分层振捣。分层的厚度以不大于50cm为宜,否则气泡不易从混凝土内部往上排出。同时应注重混凝土的振捣,严防出现混凝土的欠振、漏振和超振现象。其“三振”现象产生的不良结果在前面已经阐述,在此不再重复。
  (六)采用后天补救的方法来解决已产生的表面气泡
  经实践证明,采用与商品混凝土同品种、同标号、同水泥和粉煤灰配制后,对商品混凝土构件表面所产生的细微气泡进行填补,会起到气色泽一致、强度要求相当的效果。但填抹时,应在混凝土构件刚拆模时进行,这样当填抹的水泥粉料填入混凝土表面的气泡中时,粉料会吸入混凝土内部的多余水份或是利用给混凝土养护的水份来自身发生水化、固化反应,从而基本达到混凝土原设计的强度。对较大的缺陷的气泡修补应采用混凝土原浆进行修补,但需经建设单位和监督部门验收认可后方可进行。
  参考文献
  [1]陈肇元,《混凝土结构的耐久性设计方法》
  [2]尤启俊,《引气对混凝土强度影响的认识误区》
  [3]葛兆明,《混凝土外加剂》
  [4]《混凝土》,《施工技术》杂志

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