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(shí)施工中商品混凝土構(gòu)件所出現(xiàn)的表面氣泡現(xiàn)象，對(duì)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(duì)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(shí)有發(fā)生，每年發(fā)生的頻率無法統(tǒng)計(jì)。
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(shí)，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(dú)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(huì)降低強(qiáng)度，還會(huì)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(shí)，對(duì)混凝土將會(huì)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
（一）外加劑摻量
作為商品混凝土，為了保持長時(shí)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?，F(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(huì)大大加強(qiáng)，同時(shí)對(duì)預(yù)拌混凝土的坍落度經(jīng)時(shí)損失率將會(huì)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(huì)隨之改變。
?。ǘ嚢钑r(shí)間
混凝土攪拌時(shí)的時(shí)間對(duì)混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的氣泡也會(huì)有不同的影響?；炷猎跀嚢柽^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(huì)多，而未拌合到外加劑的部門則會(huì)出現(xiàn)坍落度不均、坍損大、離析的現(xiàn)象。但同時(shí)，過分的攪拌混凝土又會(huì)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(huì)產(chǎn)生一個(gè)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(duì)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(huì)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(duì)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。
?。ㄋ模┱駬v情況
由于施工中振搗的環(huán)境不一，振搗手的操作對(duì)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(huì)越密實(shí)，這要從兩個(gè)方面來解釋，一是分層振搗的高度，二是振搗的時(shí)間。從多次的試驗(yàn)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(shí)間越長（超振）或越短（欠振）以及未振搗到的地方（漏振）對(duì)混凝土的表面氣泡缺陷就會(huì)越來越多。超振會(huì)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(huì)使混凝土出現(xiàn)不密實(shí)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(jì)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(huì)越多。這主要是因?yàn)楫?dāng)混凝土攪拌所用的水達(dá)到飽和后，多余的水份就會(huì)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(huì)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(huì)自然形成。
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二、產(chǎn)生的氣泡對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的危害
這里所說的危害不能一概而論。實(shí)驗(yàn)證明當(dāng)混凝土中氣泡的粒徑在30-50nm以下時(shí)，或當(dāng)混凝土的含氣量在4%以內(nèi)時(shí)，這些氣泡對(duì)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(huì)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?yàn)閾郊恿艘龤鈩┒a(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(shí)，從而影響了混凝土的強(qiáng)度。
（二）降低了混凝土結(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。
（三）嚴(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(jì)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(shí)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(hào)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(huì)越少。
（二）原材料上控制引氣劑的質(zhì)量和含量
尤啟?。ㄒ娢恼陆Y(jié)尾）等高級(jí)工程師曾闡述，外加劑中引氣劑的質(zhì)量對(duì)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(duì)高標(biāo)號(hào)、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。
?。ㄈ幕炷辽a(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(huì)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(shí)間，這時(shí)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(shí)間的攪拌，在項(xiàng)翥行主編的《建筑工程常用材料試驗(yàn)手冊(cè)》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(shí)間不宜大于5min和小于3min”。攪拌的時(shí)間越長，產(chǎn)生的氣泡也會(huì)越大。
?。ㄋ模氖┕すに嚿蟻頊p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(huì)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(huì)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(shí)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)。
（六）采用后天補(bǔ)救的方法來解決已產(chǎn)生的表面氣泡
經(jīng)實(shí)踐證明，采用與商品混凝土同品種、同標(biāo)號(hào)、同水泥和粉煤灰配制后，對(duì)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(huì)起到氣色澤一致、強(qiáng)度要求相當(dāng)?shù)男Ч?。但填抹時(shí)，應(yīng)在混凝土構(gòu)件剛拆模時(shí)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(shí)，粉料會(huì)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(jì)的強(qiáng)度。對(duì)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(yàn)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(jì)方法》
[2]尤啟俊，《引氣對(duì)混凝土強(qiáng)度影響的認(rèn)識(shí)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(qǐng)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(duì)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(shí)有發(fā)生，每年發(fā)生的頻率無法統(tǒng)計(jì)。
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(shí)，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(dú)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(huì)降低強(qiáng)度，還會(huì)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(shí)，對(duì)混凝土將會(huì)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
（一）外加劑摻量
作為商品混凝土，為了保持長時(shí)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?，F(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(huì)大大加強(qiáng)，同時(shí)對(duì)預(yù)拌混凝土的坍落度經(jīng)時(shí)損失率將會(huì)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(huì)隨之改變。
?。ǘ嚢钑r(shí)間
混凝土攪拌時(shí)的時(shí)間對(duì)混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的氣泡也會(huì)有不同的影響?；炷猎跀嚢柽^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(huì)多，而未拌合到外加劑的部門則會(huì)出現(xiàn)坍落度不均、坍損大、離析的現(xiàn)象。但同時(shí)，過分的攪拌混凝土又會(huì)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(huì)產(chǎn)生一個(gè)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(duì)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(huì)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(duì)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。
?。ㄋ模┱駬v情況
由于施工中振搗的環(huán)境不一，振搗手的操作對(duì)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(huì)越密實(shí)，這要從兩個(gè)方面來解釋，一是分層振搗的高度，二是振搗的時(shí)間。從多次的試驗(yàn)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(shí)間越長（超振）或越短（欠振）以及未振搗到的地方（漏振）對(duì)混凝土的表面氣泡缺陷就會(huì)越來越多。超振會(huì)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(huì)使混凝土出現(xiàn)不密實(shí)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(jì)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(huì)越多。這主要是因?yàn)楫?dāng)混凝土攪拌所用的水達(dá)到飽和后，多余的水份就會(huì)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(huì)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(huì)自然形成。
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二、產(chǎn)生的氣泡對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的危害
這里所說的危害不能一概而論。實(shí)驗(yàn)證明當(dāng)混凝土中氣泡的粒徑在30-50nm以下時(shí)，或當(dāng)混凝土的含氣量在4%以內(nèi)時(shí)，這些氣泡對(duì)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(huì)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?yàn)閾郊恿艘龤鈩┒a(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(shí)，從而影響了混凝土的強(qiáng)度。
（二）降低了混凝土結(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。
（三）嚴(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(jì)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(shí)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(hào)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(huì)越少。
（二）原材料上控制引氣劑的質(zhì)量和含量
尤啟?。ㄒ娢恼陆Y(jié)尾）等高級(jí)工程師曾闡述，外加劑中引氣劑的質(zhì)量對(duì)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(duì)高標(biāo)號(hào)、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。
?。ㄈ幕炷辽a(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(huì)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(shí)間，這時(shí)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(shí)間的攪拌，在項(xiàng)翥行主編的《建筑工程常用材料試驗(yàn)手冊(cè)》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(shí)間不宜大于5min和小于3min”。攪拌的時(shí)間越長，產(chǎn)生的氣泡也會(huì)越大。
?。ㄋ模氖┕すに嚿蟻頊p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(huì)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(huì)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(shí)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)。
（六）采用后天補(bǔ)救的方法來解決已產(chǎn)生的表面氣泡
經(jīng)實(shí)踐證明，采用與商品混凝土同品種、同標(biāo)號(hào)、同水泥和粉煤灰配制后，對(duì)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(huì)起到氣色澤一致、強(qiáng)度要求相當(dāng)?shù)男Ч?。但填抹時(shí)，應(yīng)在混凝土構(gòu)件剛拆模時(shí)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(shí)，粉料會(huì)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(jì)的強(qiáng)度。對(duì)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(yàn)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(jì)方法》
[2]尤啟俊，《引氣對(duì)混凝土強(qiáng)度影響的認(rèn)識(shí)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(qǐng)注明出處）
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