閱讀 3949 次 框剪結構混凝土表面氣泡原因分析及預控

 

 

楊麥利

西安市第一建筑工程公司  陜西  西安  710068

 

    某住宅樓工程，框剪結構，地下2層、地上33層，建筑面積為79501㎡，工程造價為7175萬元，抗震設防裂度為8度，地下2～4層采用木模、鋼管支撐，4層以上采用全鋼大模板，本工程基礎及主體結構采用商品混凝土。

 

    該工程于2007年8月開工，基礎及1～4層施工處在冬季，經監(jiān)理、甲方對混凝土的多次檢查、驗收，未發(fā)現(xiàn)混凝土表面有氣泡現(xiàn)象，但是，在四層以上開始用全鋼大模板后，監(jiān)理和甲方在檢查拆模后混凝土質量時，發(fā)現(xiàn)個別剪力墻有大量氣泡現(xiàn)象，氣泡分布不均勻，梁上、頂板上很少有氣泡。

 

表一：氣泡統(tǒng)計情況如下表：

實測區(qū)域 編號	區(qū)域面積 ㎝×㎝	直徑 ㎜	深度 ㎜	數(shù)量 個	最大直徑   ㎜
1	70×70	＞2	3	80	3
2	80×80	3～4	3	60	4
3	100×100	＞4	4	30	5

 

表二：混凝土配合比統(tǒng)計

      材料用量㎏/m³

等級	坍落度	水泥	砂	石	摻和料 三級粉 煤灰	膨脹劑	外加劑 MB-BS 泵送劑	水	水灰 （膠）比
C50	200/550	429	697	1044	114		13.0	158	0.29
C50	200/550	435	714	1027	105		16.3	160	0.30
C50P6	200/550	343	724	1087	102	39	14.5	160	0.33
C35	220/550	375	670	1133	90		10.35	150	0.32
C45	200/550	396	734	1056	100		11.4	158	0.32
C40	200/550	363	773	1069	91		10.4	158	0.35

 

    根據(jù)幾次檢查結果，針對氣泡產生的部位、施工操作方法、環(huán)境、混凝土配合比組成、氣泡分布特點，現(xiàn)場監(jiān)理單位、建設單位、施工單位組織相關專業(yè)人員進行分析，分析混凝土表面氣泡產生的原因及預防控制措施。

  

    從氣泡的分布特點上看，氣泡主要產生在剪力墻上，梁板上很少，對同一構件上部較多下部少，說明氣泡的產生與構件的厚度有關，同時也與振搗時間、澆筑厚度等有關。初步分析混凝土表面的氣泡是由于混凝土摻加劑和振搗不規(guī)范引起的，在后續(xù)施工中，加強對混凝土振搗工藝的監(jiān)控，結果表明氣泡減少了，另外鋼大模涂刷脫模劑不均勻，涂刷太厚，影響氣泡上升，限制表面氣泡的排出。

 

    通過以上分析，認為混凝土表面氣泡產生的原因較多，主要是由于材料、工藝不當、施工環(huán)境等造成的，歸納為以下幾種原因。

    1.高等級混凝土水泥用量多，水膠比小，混凝土坍落度小，較粘，氣泡不易排出。

    2.與某些外摻劑及水泥自身的化學成分有關，施工中為了加強混凝土的可泵性，加入引氣減水劑，產生大量氣泡來增強混凝土的流動性，引氣劑摻量較大，產生氣泡較多。

    3.由于水泥用量大，即使摻加了引氣減水劑，但混凝土的粘滯阻力仍然很大，振搗時間不足時氣泡不易排出。

    4.標準層施工用脫模劑為油性，粘度很大，施工中又涂刷不均勻，太厚，影響氣泡上升，使表面氣泡不易排出，而用竹膠版和水質脫模劑時氣泡相對較少。

    5.全鋼大模板封閉太嚴，表面排氣困難。

    6.操作人員振搗時間不足，未按操作規(guī)程振搗。

    7.一次澆筑厚度太大，致使振搗效果不好，氣泡難于排出。

    8.商品混凝土運送道路較遠，混凝土坍落度損失很快，到現(xiàn)場時已經很粘，影響氣泡排除。

    9.施工時添加了太多的摻和料，將導致混凝土粘滯阻力增大，氣泡不易排出。

    10.骨料級配不合理，粗集料過多，細集料偏少。

    11.混凝土配合比用水量較大，水灰比較高。

 

    3.1材料方面

    （1）骨料級配不合理會直接導致氣泡產生。在施工過程中，如果砂石料本身級配不合理，或碎石材料中針片狀顆粒含量過多，及在生產過程中實際用砂率比試驗室提供的砂率小，此時粗骨料間會形成大的空隙，細骨料不足以填充粗骨料之間的空隙，導致骨料不密實，形成產生氣泡的自由空隙。

 

    （2）水泥的多少和水灰比的大小，也是導致氣泡產生重要原因。在試驗室做作混凝土試配時，主要是針對強度考慮水泥用量，在能保證強度的前提下，對于高等級混凝土應盡量減少水泥量以降低混凝土的粘度，同時水灰比也要小，因為當自由水存在于混凝土中時，水分蒸發(fā)后便形成氣泡；而對低等級的混凝土可適當增加水泥用量，減少水的用量，因為低等級混凝土計算水泥用量較少，不會造成混凝土粘度很大不便施工的現(xiàn)象，多增加水泥漿可填塞因集料級配不合理或著其他因素導致的空隙，水的減少可減少自由水形成的氣泡。

 

    (3)摻和料的多少會影響氣泡數(shù)量的增減，當混凝土中水泥的含量可以保證混凝土的強度時，可用摻和料代替部分水泥，適量的摻和料能改善混凝土的和易性，同時降低工程造價，形成的膠結料能填塞骨料間的空隙，減少氣泡的產生；但過量的摻和料會導致混凝土粘度增加，影響氣泡的排出，故商混凝土中摻和料過多是引起氣泡產生的原因。

 

    （4）某些混凝土的外摻劑及水泥自身的化學成分，也是導致氣泡產生的原因。

    引氣劑、減水劑之類的外加劑是通過產生一些穩(wěn)定的或不穩(wěn)定的氣泡來改善混凝土的和易性，它們?yōu)槭┕�帶來便利的同時也會使這些氣泡匯聚到混凝土表面，而且摻量越大影響越明顯。

 

    3.2工藝方面

    在混凝土的拌制和澆筑過程中，容易混進一些空氣。混入混凝土拌和物中的氣泡基本上不能自行排除，只有通過振搗才能將氣泡排除，使混凝土密實。振搗時在激振力的作用下，骨料顆粒互相靠攏緊密，膠結料填充骨料間的空隙，拌和物中的空氣帶著一部分水泥漿擠到上部，排到外界。

 

    振搗能否密實、氣泡能否排出和許多因素有關。首先是振搗器類型對氣泡產生的影響，要根據(jù)不同結構類型選用不同的振搗器。淺薄的平板結構，選用平板振搗器，也可選用插入式振搗器，深厚的結構物，如基礎、梁、柱、墻等要用插入式振搗器。其次振搗時間與混凝土表面氣泡的數(shù)量有直接關系，一般來說，振搗時間越長，混凝土越密實，但時間太久易使混凝土發(fā)生分層、泌水，存在一個最佳振搗時間，另外振搗的效果還和有效振搗半徑、分層厚度、振搗頻率和混凝土的稠度有關。振搗器要快插慢拔，否則振搗棒的位置易形成砂漿窩或空隙，慢拔可使空隙在振搗過程中慢慢聚合密實，也利于氣泡外溢。

 

    3.3施工條件

    目前框剪結構混凝土施工主要使用鋼模板或竹膠版。脫膜劑為鋼模板表面采用油性劑，木模表面刷水性劑的形式。在鋼模成型的混凝土振搗過程中，由于自由水及氣泡往兩邊及上邊走動，使得封閉很嚴的不吸水鋼模與混凝土接觸面含水、氣較多，同時鋼模上的油有一定的粘滯力，使得接觸面的水、氣不易跑動，這樣混凝土表面形成氣泡的幾率就大；而木模由于用水性脫模劑，粘滯阻力小，情況較好。

 

    1.選擇合理的級配骨料，確定適宜砂率；嚴格控制針片狀顆粒含量。

    2.選擇合適的水灰比，通過試驗的方法比較，從中選擇既能保證混凝土強度，又能使混凝土的可施工性能最佳的水灰比。

    3.加強施工控制，降低生產與試驗間的偏差。施工過程中及時作好材料含水率檢測，隨時調整現(xiàn)場配合比。

    4.選用質量可靠的水泥和外加劑，同時確定合理用量。

    5.重視混凝土的振搗，要從選擇振搗設備、振搗時間、振搗半徑、振搗頻率、澆筑厚度方面考慮，保證按照正確的操作工藝操作。

    6.模板應保持光潔，脫膜劑應涂刷均勻，不宜太多太厚，鋼模刷油時，可在油中適當摻入滑石粉。

    7.嚴格控制摻合料的摻量，避免增大混凝土粘滯力。

 

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)