论混凝土建筑墙体表面气泡成因与防治措施

摘要:当前混凝土表面出现气泡的现象屡屡发生,引起混凝土结构表面气泡的原因较多,也较复杂。为此以混凝土建筑墙体为例,针对表面气泡产生的原因提出了相应的防治措施。

关键词:

混凝土;建筑墙体;表面气泡;成因

中图分类号:TU

文献标识码:A

文章编号:1672-3198(2010)16-0385-02

随着节能建筑的日益推广,其对混凝土的综合性能要求越来越高,但是当前很多混凝土含气量控制值较大,混凝土中存在引气剂引入的微细气泡、高效减水剂引入的较大气泡以及混凝土搅拌时产生的气泡等。在振捣时若这些气泡附着在模板表面不顺利排出,拆模后就会在混凝土表面形成较多蜂窝、气孔,严重地影响了混凝土的外观质量和耐久性能。因此探讨混凝土建筑墙体表面气泡的成因与防治措施显得尤为重要。

1 表面气泡的成因分析

1.1 表面气泡的的产生机制

在混凝土构件拆模时,经常会发现混凝土表面有气泡痕迹,潜在表层的气泡未排出,形成零星破损麻面,使得混凝土表观质量受到影响,施工中引起重视。在混凝土搅拌过程中,水和水泥组成水泥浆,包裹在砂子、石子表面,并且填充骨料的空隙,在混凝土硬化之前水泥浆有良好的可塑性,有助于砂、石骨料的作用,砂、石级配过程中,空隙中存在一定的空气,在水泥水化过程中被水泥浆膜层包裹,产生气泡,这是混凝土拌合物产生气泡的主要原因,水泥的水化凝结硬化是一个非常复杂的过程,与水泥的细度、凝结时间、安定性、强度标号、水化热、水泥的密度、堆积密度有关,水泥与水接触立刻发生水化反应放出大量水化热,少量分散在水中的水泥颗粒未参加水化反应,夹杂着空气依附在水泥未水化内核边缘,随后在水泥颗粒表面形成水化物膜层,水化热反应减慢,气泡在胶凝体膜层围绕水泥颗粒成长,在膜层长大并互相凝结过程中,大量气泡排出。水化放热增加,水化物进一步发展填充毛细孔,少量气泡浮着在模板表面,被水泥浆膜层包裹着。

1.2 影响表面气泡产生的因素

1.2.1 原材料因素

在水泥用量太少的混凝土拌合物中,由于水化反应耗费用水较少,使得薄膜结合水、自由水相对较多,从而让水泡形成的几率增大,这便是用水量较大,水灰比较高的混凝土易产生气泡的原因所在。再者掺合料的多少也会直接导致气泡数量的增减,当混凝土中水泥的含量可以保证混凝土的强度时,用掺合料代替部分水泥,可以改善混凝土的和易性而造价会大大降低,活性料还对强度有一些提高,适量的掺合料能改善混凝土的和易性,形成的胶合料能填塞骨料间的空隙,减少气泡的产生。比如三峡工程混凝土均采取减水剂引气剂复掺以保证含气量在4.5%～5.5%,以提高混凝土耐久性能,大量气泡的引入势必增加了表面气泡形成的机率。同时I级粉煤灰的使用及细骨料中较高的石粉含量在提高混凝土拌和物黏聚性,改善和易性的同时也增加了气泡排出时的粘滞阻力,不利于混凝土中较大气泡的排出。

1.2.2 温度因素

混凝土受水泥水化热作用、大气及周围温度、电气焊接等因素影响而冷热变化时,发生收缩和膨胀,能产生表面气泡。温度表面气泡区别其它表面气泡最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。其多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。次种表面气泡的产生通常无一定规律。此种温度表面气泡的出现会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。

1.2.3 施工因素

(1)模板表面不光洁阻碍气泡上升。(2)油性脱模剂与水、空气的表面张力不同。三者互不相溶,形成气泡的水膜不易破裂,粘附在模板上没有排出的气泡在拆模后就成为表面气泡。(3)振捣时间不合理。振捣棒振动间距过大或振捣时间过短,造成气泡上升阻力大或排出时间太短残留气泡过多。

2 混凝土建筑墙体表面气泡的防治措施

2.1 严格控制原材料质量

各种材料进入现场后,要进行抽样复试,混凝土结构施工,必须严格遵守施工操作规程。按设计标准施工,严格掌握投料配合比和水灰比,现场进行塌落度试验,控制好拌合时间,保证配合比符合设计要求,由于砂子中含有一部分石子和杂物,要求砂子含泥量不大于3%,碎石含泥量要求不大于2%,混凝土浇筑前,要处理好模板的接缝,防止振捣时漏浆,振捣时应设专职技术工人,振捣器插人混凝土中应徐徐提起,振捣均匀,防止局部漏振捣或过分振捣,设专人负责和检查等,严格控制好水灰比,尽量减少水泥用量,振捣密实,以减少气泡的产生。根据现场气温条件及时覆盖,洒水养护,保持混凝土表面湿润,养护期不少于28天有效使气泡排出。

2.2 合理控制外加剂与水灰比

现在市场使用的外加剂基本上均为引气型的减水泵送剂,这种外加剂加入后,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。同时从混凝土配比试验中看出,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,这主要是因为是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,吸附于模板表面的水珠气泡就会自然形成。

2.3 严格控制施工温度

选用水化热低、凝结时间长的水泥,以降低混凝土的温度;温度梯度控制在小于25℃,掺加缓凝剂或高效减水剂,以提高混凝土强度并减少用水量及水泥用量,延长混凝土达到最高温度时间,减少干缩;尽可能选用粒径较大,颗粒形状好且级配良好的粗骨料,严格控制水灰比,减少单位体积混凝土用水量。合理的施工方案,分层分块浇注,夏季采用拌和材料要隔热降温,消除骨料由于初始自身产生高温,在混凝土中掺入适量粉碳灰,降低浇注温度,在满足设计强度要求的前提下,减少水泥用量,掺入适量粉煤灰,在负弯矩钢筋上配制分布细钢筋,提高混凝土抗裂性。混凝土浇筑完成后,立即覆盖保温被,并及时进行混凝土养护,以防混凝土与模板表面之间出现塑性收缩,影响混凝土表面光洁度。混凝土仓内中间区域严格按控制混凝土表面浮浆的施工方法进行施工,止水、钢筋密集区等部位混凝土应适当延长振捣时间。

2.4 加强施工质量控制

当前大模板施工是不宜选用油性脱模剂,特别是气温低时使用的轻机油脱模剂更不利于气泡排出,最好选用水性的、树脂类的或采用可粘贴的模板纸,西安建筑科技大学的张浩博教授认为,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.同时模板面要打磨光滑。经实践证明,当采用表面光滑的模板时产生的气泡少,当采用表面粗糙的模板时产生的气泡就会多一些。振捣要密实,需要分层次浇注时,在上层混凝土浇注前,应充分润湿已浇混凝土,并且将表面清理干净。泵送混凝土的水灰比较大,泌水现象比较严重,不及时清除,将会降低结构混凝土的质量,要及时设法排除或吸干水分,严禁撒干水泥抹面或任由泌水溢出。同时要提高质量意识,加强工作责任心。混凝土质量概念是两方面的,既包括内在的强度要求,同时也包括它的外观效果。混凝土构件精美的外表,可以对高质量的工程起到画龙点睛的作用,同时也能表现出施工企业的管理水平和操作人员的整体素质,并透视出整个工程内在质量的可靠性,真实性,因此重视混凝土构件的外观质量,对减少气泡、水泡来说很重要。

2.5 注重施工后天补救

经实践证明,建筑墙体采用与混凝土同品种、同标号、同配比的水泥和粉煤灰配制后,对混凝土构件表面所产生的细微气泡进行填补,会起到色泽一致、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分或是利用给混凝土养护的水分来自身发生水化、固化反应,从而基本达混凝土原设计的强度。对较大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。

总之,只要分析清楚气泡的成因,找出相适宜的方法,混凝土的表面气泡是可以消除的.值得注意的是,不过在消除气泡问题的同时要综合考虑其他技术指标,不能片面强调某一方面,否则将会顾此失彼,得不偿失。

参考文献

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