現(xiàn)澆商品混凝土結(jié)構(gòu)表面氣泡初探
摘要:本文通過現(xiàn)實施工中商品混凝土構(gòu)件所出現(xiàn)的表面氣泡現(xiàn)象，對氣泡的成因、危害及消除的方式方法上加以分析，并提出相應(yīng)的解決辦法，以此來提高混凝土的質(zhì)量與成型效果。
關(guān)鍵詞:氣泡；引氣劑；耐久性；消泡劑
我國是世界最大的水泥生產(chǎn)國，混凝土工程量也居世界之首，近年來對于混凝土技術(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有發(fā)生，每年發(fā)生的頻率無法統(tǒng)計。
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，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)也范圍或稱無害也、少害孔，它不但不會降低強(qiáng)度，還會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，對混凝土將會帶來不利影響。
現(xiàn)就工程中存在的質(zhì)量問題進(jìn)行分析。
一、商品混凝土結(jié)構(gòu)氣泡產(chǎn)生的原因
?。ㄒ唬┩饧觿搅?nbsp;
作為商品混凝土，為了保持長時間的運(yùn)輸和攪拌以及砼泵送的要求，必須要添加外加劑方可施工。現(xiàn)在市場使用的外加劑基本上均為引氣型的減水泵送劑，這種外劑加入后，在攪拌混凝土過程中能引入大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡。有了這些微小的氣泡，砼的保水性、和易性、可泵性等性能將會大大加強(qiáng)，同時對預(yù)拌混凝土的坍落度經(jīng)時損失率將會大幅降低。但隨著引氣減水劑的類型和摻量的不同，所產(chǎn)生的氣泡的數(shù)量和大小將會隨之改變。
?。ǘ嚢钑r間
混凝土攪拌時的時間對混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的氣泡也會有不同的影響。混凝土在攪拌過程中，如果攪拌不勻，同樣的水膠比，外加劑多的地方所產(chǎn)生的氣泡就會多，而未拌合到外加劑的部門則會出現(xiàn)坍落度不均、坍損大、離析的現(xiàn)象。但同時，過分的攪拌混凝土又會使混凝土的攪拌的過程中所夾帶進(jìn)入的空氣氣泡越來越多，從而會產(chǎn)生一個負(fù)面的作用。
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由于有些施工單位延用了老的脫模劑的使用習(xí)慣，常常使用的是機(jī)構(gòu)廠回收下來的廢機(jī)油，這種廢機(jī)油對氣泡具有極的吸附性，混凝土內(nèi)存在氣泡一經(jīng)與之接觸，便會吸附在模板上而成型于混凝土結(jié)構(gòu)的表面。還有一種脫模劑，即使是水性脫模劑但對混凝土產(chǎn)生的氣泡仍然有吸附的作用，使混凝土內(nèi)的氣泡無法隨機(jī)械振搗而隨著模板的接觸面逐步上升，從而無法排出混凝土內(nèi)部所產(chǎn)生出來的氣泡。
（四）振搗情況
由于施工中振搗的環(huán)境不一，振搗手的操作對混凝土表面出現(xiàn)氣泡的多少也有著根本的不同。作為混凝土結(jié)構(gòu)，振搗越好混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)就會越密實，這要從兩個方面來解釋，一是分層振搗的高度，二是振搗的時間。從多次的試驗中可以看出，分層的高度即每次下料的高度越高，則混凝土內(nèi)部的氣泡就越不容易往上排出。但振搗的時間越長（超振）或越短（欠振）以及未振搗到的地方（漏振）對混凝土的表面氣泡缺陷就會越來越多。超振會使砼內(nèi)部的微小氣泡在機(jī)械作用下出現(xiàn)破滅重組，由小變大。欠振和漏振都會使混凝土出現(xiàn)不密實而導(dǎo)致的混凝土自然也洞或空氣型的不規(guī)則大氣泡。
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從混凝土配比的設(shè)計中，當(dāng)采用的水灰比越大，則混凝土結(jié)構(gòu)表面所產(chǎn)生的氣泡就會越多。這主要是因為當(dāng)混凝土攪拌所用的水達(dá)到飽和后，多余的水份就會被引氣劑將水珠從混凝土中游離出來而排出并吸附于混凝土結(jié)構(gòu)的表面，當(dāng)混凝土的強(qiáng)度在增長后，多余水份就會被混凝土自身養(yǎng)護(hù)而吸收或隨著空氣而蒸發(fā)發(fā)。原有混凝土內(nèi)部或吸附于模板表面的水珠氣泡就會自然形成。
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二、產(chǎn)生的氣泡對混凝土結(jié)構(gòu)的危害
這里所說的危害不能一概而論。實驗證明當(dāng)混凝土中氣泡的粒徑在30-50nm以下時，或當(dāng)混凝土的含氣量在4%以內(nèi)時，這些氣泡對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，會使混凝土在地振的作用下減少混凝土的脆性而增大混凝土的韌性。所以不能因為摻加了引氣劑而所產(chǎn)生的氣泡均歸罪與它是不公的。
?。ㄒ唬┙档土嘶炷两Y(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，從而影響了混凝土的強(qiáng)度。
?。ǘ┙档土嘶炷两Y(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。
?。ㄈ﹪?yán)重的影響了混凝土的外觀。
三、混凝土表面有害氣泡的預(yù)防和整改措施
?。ㄒ唬脑O(shè)計上控制水膠比和外加劑中氣劑的含量
在滿足施工要求坍落度的情況下，盡量減少水膠比，同時控制外加劑中引氣劑的含量不得大于規(guī)范規(guī)定的范疇。使混凝土中的含氣量：一般混凝土控制在4%以內(nèi)，高柰號砼如C50-C60混凝土控制在3%以內(nèi)。而水灰比越小，產(chǎn)生的氣泡會越少。
?。ǘ┰牧仙峡刂埔龤鈩┑馁|(zhì)量和含量
尤啟?。ㄒ娢恼陆Y(jié)尾）等高級工程師曾闡述，外加劑中引氣劑的質(zhì)量對混凝土表面產(chǎn)生的氣泡有著本質(zhì)的影響，俗話說治標(biāo)應(yīng)治本，所以對高標(biāo)號、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。這類引氣劑摻入后產(chǎn)生的氣泡較大。
（三）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)場需要很長的運(yùn)輸時間，這時由于有我坍損較大，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。但不是長時間的攪拌，在項翥行主編的《建筑工程常用材料試驗手冊》中有明確的規(guī)定“引氣劑減水劑混凝土，必須采用機(jī)械攪拌，攪拌的時間不宜大于5min和小于3min”。攪拌的時間越長，產(chǎn)生的氣泡也會越大。
（四）從施工工藝上來減少氣泡的產(chǎn)生
西安建筑科技大學(xué)的張潔博教授曾研究論證，從模板的脫模劑上來消除混凝土表面的氣泡會起到很好的效果。目前，在市場上已經(jīng)有很多單位研制出了具有消泡化學(xué)成份的脫模劑，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。
?。ㄎ澹氖┕し椒ㄉ蟻斫鉀Q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。其“三振”現(xiàn)象產(chǎn)生的不良結(jié)果在前面已經(jīng)闡述，在此不再重復(fù)。
?。┎捎煤筇煅a(bǔ)救的方法來解決已產(chǎn)生的表面氣泡
經(jīng)實踐證明，采用與商品混凝土同品種、同標(biāo)號、同水泥和粉煤灰配制后，對商品混凝土構(gòu)件表面所產(chǎn)生的細(xì)微氣泡進(jìn)行填補(bǔ)，會起到氣色澤一致、強(qiáng)度要求相當(dāng)?shù)男Ч?。但填抹時，應(yīng)在混凝土構(gòu)件剛拆模時進(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，粉料會吸入混凝土內(nèi)部的多余水份或是利用給混凝土養(yǎng)護(hù)的水份來自身發(fā)生水化、固化反應(yīng)，從而基本達(dá)到混凝土原設(shè)計的強(qiáng)度。對較大的缺陷的氣泡修補(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)督部門驗收認(rèn)可后方可進(jìn)行。
參考文獻(xiàn)
[1]陳肇元，《混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計方法》
[2]尤啟俊，《引氣對混凝土強(qiáng)度影響的認(rèn)識誤區(qū)》
[3]葛兆明，《混凝土外加劑》
[4]《混凝土》，《施工技術(shù)》雜志
（中國混凝土與水泥制品網(wǎng) 轉(zhuǎn)載請注明出處）
關(guān)鍵詞:氣泡；引氣劑；耐久性；消泡劑
我國是世界最大的水泥生產(chǎn)國，混凝土工程量也居世界之首，近年來對于混凝土技術(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有發(fā)生，每年發(fā)生的頻率無法統(tǒng)計。
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，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)也范圍或稱無害也、少害孔，它不但不會降低強(qiáng)度，還會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，對混凝土將會帶來不利影響。
現(xiàn)就工程中存在的質(zhì)量問題進(jìn)行分析。
一、商品混凝土結(jié)構(gòu)氣泡產(chǎn)生的原因
?。ㄒ唬┩饧觿搅?nbsp;
作為商品混凝土，為了保持長時間的運(yùn)輸和攪拌以及砼泵送的要求，必須要添加外加劑方可施工。現(xiàn)在市場使用的外加劑基本上均為引氣型的減水泵送劑，這種外劑加入后，在攪拌混凝土過程中能引入大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡。有了這些微小的氣泡，砼的保水性、和易性、可泵性等性能將會大大加強(qiáng)，同時對預(yù)拌混凝土的坍落度經(jīng)時損失率將會大幅降低。但隨著引氣減水劑的類型和摻量的不同，所產(chǎn)生的氣泡的數(shù)量和大小將會隨之改變。
?。ǘ嚢钑r間
混凝土攪拌時的時間對混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的氣泡也會有不同的影響。混凝土在攪拌過程中，如果攪拌不勻，同樣的水膠比，外加劑多的地方所產(chǎn)生的氣泡就會多，而未拌合到外加劑的部門則會出現(xiàn)坍落度不均、坍損大、離析的現(xiàn)象。但同時，過分的攪拌混凝土又會使混凝土的攪拌的過程中所夾帶進(jìn)入的空氣氣泡越來越多，從而會產(chǎn)生一個負(fù)面的作用。
?。ㄈ┟撃┑淖饔?nbsp;
由于有些施工單位延用了老的脫模劑的使用習(xí)慣，常常使用的是機(jī)構(gòu)廠回收下來的廢機(jī)油，這種廢機(jī)油對氣泡具有極的吸附性，混凝土內(nèi)存在氣泡一經(jīng)與之接觸，便會吸附在模板上而成型于混凝土結(jié)構(gòu)的表面。還有一種脫模劑，即使是水性脫模劑但對混凝土產(chǎn)生的氣泡仍然有吸附的作用，使混凝土內(nèi)的氣泡無法隨機(jī)械振搗而隨著模板的接觸面逐步上升，從而無法排出混凝土內(nèi)部所產(chǎn)生出來的氣泡。
（四）振搗情況
由于施工中振搗的環(huán)境不一，振搗手的操作對混凝土表面出現(xiàn)氣泡的多少也有著根本的不同。作為混凝土結(jié)構(gòu)，振搗越好混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)就會越密實，這要從兩個方面來解釋，一是分層振搗的高度，二是振搗的時間。從多次的試驗中可以看出，分層的高度即每次下料的高度越高，則混凝土內(nèi)部的氣泡就越不容易往上排出。但振搗的時間越長（超振）或越短（欠振）以及未振搗到的地方（漏振）對混凝土的表面氣泡缺陷就會越來越多。超振會使砼內(nèi)部的微小氣泡在機(jī)械作用下出現(xiàn)破滅重組，由小變大。欠振和漏振都會使混凝土出現(xiàn)不密實而導(dǎo)致的混凝土自然也洞或空氣型的不規(guī)則大氣泡。
?。ㄎ澹┗炷僚浜媳?nbsp;
從混凝土配比的設(shè)計中，當(dāng)采用的水灰比越大，則混凝土結(jié)構(gòu)表面所產(chǎn)生的氣泡就會越多。這主要是因為當(dāng)混凝土攪拌所用的水達(dá)到飽和后，多余的水份就會被引氣劑將水珠從混凝土中游離出來而排出并吸附于混凝土結(jié)構(gòu)的表面，當(dāng)混凝土的強(qiáng)度在增長后，多余水份就會被混凝土自身養(yǎng)護(hù)而吸收或隨著空氣而蒸發(fā)發(fā)。原有混凝土內(nèi)部或吸附于模板表面的水珠氣泡就會自然形成。
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二、產(chǎn)生的氣泡對混凝土結(jié)構(gòu)的危害
這里所說的危害不能一概而論。實驗證明當(dāng)混凝土中氣泡的粒徑在30-50nm以下時，或當(dāng)混凝土的含氣量在4%以內(nèi)時，這些氣泡對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，會使混凝土在地振的作用下減少混凝土的脆性而增大混凝土的韌性。所以不能因為摻加了引氣劑而所產(chǎn)生的氣泡均歸罪與它是不公的。
?。ㄒ唬┙档土嘶炷两Y(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，從而影響了混凝土的強(qiáng)度。
?。ǘ┙档土嘶炷两Y(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。
?。ㄈ﹪?yán)重的影響了混凝土的外觀。
三、混凝土表面有害氣泡的預(yù)防和整改措施
?。ㄒ唬脑O(shè)計上控制水膠比和外加劑中氣劑的含量
在滿足施工要求坍落度的情況下，盡量減少水膠比，同時控制外加劑中引氣劑的含量不得大于規(guī)范規(guī)定的范疇。使混凝土中的含氣量：一般混凝土控制在4%以內(nèi)，高柰號砼如C50-C60混凝土控制在3%以內(nèi)。而水灰比越小，產(chǎn)生的氣泡會越少。
?。ǘ┰牧仙峡刂埔龤鈩┑馁|(zhì)量和含量
尤啟?。ㄒ娢恼陆Y(jié)尾）等高級工程師曾闡述，外加劑中引氣劑的質(zhì)量對混凝土表面產(chǎn)生的氣泡有著本質(zhì)的影響，俗話說治標(biāo)應(yīng)治本，所以對高標(biāo)號、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。這類引氣劑摻入后產(chǎn)生的氣泡較大。
（三）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)場需要很長的運(yùn)輸時間，這時由于有我坍損較大，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。但不是長時間的攪拌，在項翥行主編的《建筑工程常用材料試驗手冊》中有明確的規(guī)定“引氣劑減水劑混凝土，必須采用機(jī)械攪拌，攪拌的時間不宜大于5min和小于3min”。攪拌的時間越長，產(chǎn)生的氣泡也會越大。
（四）從施工工藝上來減少氣泡的產(chǎn)生
西安建筑科技大學(xué)的張潔博教授曾研究論證，從模板的脫模劑上來消除混凝土表面的氣泡會起到很好的效果。目前，在市場上已經(jīng)有很多單位研制出了具有消泡化學(xué)成份的脫模劑，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。
?。ㄎ澹氖┕し椒ㄉ蟻斫鉀Q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。其“三振”現(xiàn)象產(chǎn)生的不良結(jié)果在前面已經(jīng)闡述，在此不再重復(fù)。
?。┎捎煤筇煅a(bǔ)救的方法來解決已產(chǎn)生的表面氣泡
經(jīng)實踐證明，采用與商品混凝土同品種、同標(biāo)號、同水泥和粉煤灰配制后，對商品混凝土構(gòu)件表面所產(chǎn)生的細(xì)微氣泡進(jìn)行填補(bǔ)，會起到氣色澤一致、強(qiáng)度要求相當(dāng)?shù)男Ч?。但填抹時，應(yīng)在混凝土構(gòu)件剛拆模時進(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，粉料會吸入混凝土內(nèi)部的多余水份或是利用給混凝土養(yǎng)護(hù)的水份來自身發(fā)生水化、固化反應(yīng)，從而基本達(dá)到混凝土原設(shè)計的強(qiáng)度。對較大的缺陷的氣泡修補(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)督部門驗收認(rèn)可后方可進(jìn)行。
參考文獻(xiàn)
[1]陳肇元，《混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計方法》
[2]尤啟俊，《引氣對混凝土強(qiáng)度影響的認(rèn)識誤區(qū)》
[3]葛兆明，《混凝土外加劑》
[4]《混凝土》，《施工技術(shù)》雜志
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