泵送砼墙体表面气泡产生的原因及预防措施

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　　摘要:从原材料、搅拌时间、温度以及施工工艺等角度分析了泵送混凝土墙体表面气泡产生原因,并针对性的提出了预防措施。
　　关键词:墙体 气泡 泵送
　　
　　引言
　　在混凝土墙体施工中期结构表面经常出现表面起泡现象,尤其是在高强混凝土施工中该现象更为明显,表面气泡是由内部气泡外移导致,其形成会影响混凝土结构观感并给人以不密实的感觉,并会在一定程度上影响混凝土强度及其耐久性,尤其是目前部分建筑采用清水混凝土墙体,其对混凝土浇筑后的外观质量要求更为严格,国内相关规范对其也作出了明确规定,因此在混凝土墙体施工中对其表面气泡现象进行成因分析及采取预控措施具有非常现实的意义。
　　1.气泡产生原因分析
　　1.1 原材料
　　水泥。在混凝土拌合中采用较小水泥用量或比表面积较小的水泥则最终拌合物内气泡则较难上升逸出;
　　模板。施工所用模板表面不光滑或由于模板表面脱模剂粘结度太大而可将气泡黏住也会导致气泡不宜逸出;若施工采用刚模板则需采用油性脱模剂,在振捣过程中内部自由水和气泡向两侧及上部走动导致钢模与混凝土接触部位水、气量较大,且由于采用的油性脱模剂具有一定粘滞力造成该部分水和气泡不易逸出而在混凝土表面形成气泡;而木模板则采用水性脱模剂,其粘滞力较小则利于内部气泡排出;
　　骨料级配。施工中若采用的骨料级配不合理,如粗骨料用量较大或骨料大小不当以及粗骨料内针片状颗粒含量较大和拌合中实际采用的砂率小于实验室提供砂率,最终导致细骨料用量不足以填充粗骨料间隙,最终导致骨料不密实而在内部形成自由空隙,则大大增加了气泡产生的可能性;
　　水灰比。混凝土内水泥的作用主要起保证混凝土强度作用,在满足其强度的前提下增加水泥用量且减少水的用量,则多余的水泥净浆可将由于集料级配不合理或其他因素导致的空隙填塞,同时水量减小可减少水分蒸发过程中自由水形成气泡的量,因而可在一定程度上减小气泡产生;拌合过程中水泥用量较少则水和水泥水化反应消耗的水量较少,则相对自由水部分较多因而气泡形成机率增大,因而合理确定水灰比对气泡产生起着决定性作用;
　　掺合料。混凝土拌合中在保证其强度的前提下一般采取添加粉煤灰等作为掺合料代替部分水泥以改善混凝土的和易性,便于其曾好的填塞骨料间隙减少气泡产生,并可在一定程度降低成本,但若掺合料用量过大则会导致混凝土粘度过大而影响气泡外排而形成墙体表面气泡;
　　外加剂。为了保证泵送混凝土的可泵性通常在搅拌过程中引气剂,但不同的引气剂在混凝土内存在状态也不同,部分引气剂可在混凝土内形成较大气泡,且该类气泡表面能很低容易形成连通性较大的气泡,在混凝土振捣时一旦振捣不充分则很容易导致表面气泡产生;或掺加木质素磺酸盐、腐植酸盐等减水剂,其可降低液气界面张力并具有一定的引气作用,即其可吸附于固液界面并可吸附于液气界面,因而宜在混凝土内形成微小气泡,但该气泡在混凝土运送过程中不沁水、不离析因而在浇筑后不易外排而导致混凝土表面气泡产生。
　　1.2 搅拌时间
　　混凝土拌合过程中若搅拌时间过短则导致搅拌不均匀,内部气泡的密集程度也不同,因而不利于气泡的排放,若搅拌时间过长则将会增加带进混凝土内的气泡量,因而合理控制搅拌时间利于减轻墙体表面气泡现象。
　　1.3 温度变化
　　在浇筑后的混凝土硬化过程中受水泥水化热、周围环境温度等因素而发生收缩和膨胀现象时也能产生表面气泡,且该类气泡具有随温度变化而扩张或合拢等特征,气泡内气体对环境温度尤为敏感,环境温度高则其体积变大,承载力变小容易破裂,环境温度低则体积变小,承载力变大不易形成联通气泡而破裂,当混凝土面层水泥浆体强度小于气泡强度则气泡体积随环境温度而变化,导致周围水泥浆体也随之变化,但当水泥浆体强度达到一定值时则不在随气泡体积变化而变化,若此时恰逢气泡体积最大则将导致在混凝土表面产生气泡,且该类现象在大体积混凝土表面或温差变化较大的环境中更为明显。
　　1.4 施工工艺
　　墙体混凝土浇筑一般采用分层厚度浇筑,其每层浇筑厚度一般为300-500mm,施工中若浇筑层厚较大则会导致气泡行程过长,因而在正常的振捣时间不能将气泡完全排出因而增加了表面气泡现象发生;
　　若混凝土振捣不充分或墙体设计断面尺寸较小,或墙体内大型预留孔洞底模未设排气孔而导致其底部形成气囊等导致混凝土不易振捣或排气困难等,同时振捣时间过短内部骨料颗粒未能靠拢紧密,而未能将内部自由水和空气外排,而振捣时间过长则混凝土内石子会下沉、水泥浆上浮,即发生分层、沁水现象,导致气泡上浮集中于顶部而形成“松顶”,因而对于流动性大的混凝土其振捣时间不易过长,干硬性混凝土则尽量采取强力振捣;
　　泵送混凝土一般搅拌和浇筑地点距离较远,因而在其出仓到浇筑时混凝土坍落度已发生较大损失,粘稠度已明显增加,因此也会在一定程度上影响气泡排放。
　　2.气泡的防治措施
　　2.1 原材料控制
　　水泥。水泥的选用应首选硅酸盐水泥,应严格禁止采用为了增加水泥细度而在粉磨时增加木钙等助磨剂生产出的水泥,避免由于助磨剂的存在引起引气作用导致产生大量气泡而形成墙体表面气泡;
　　骨料。应选用强度高、连续级配好且含泥量不超过0.8%及不含杂物尤其是有机杂物的粗骨料,其骨料粒径应控制在0.5-25mm范围内,应在水灰比相同的条件下采用大粒径骨料,使其减少水泥及水的用量;细骨料宜选用中粗砂,其细度模数不应低于2.5,含泥量不能超过2%,并且不应含有杂物;
　　模板及脱模剂。模板应尽量采用木模板以利于气泡外逸,无论采用何种模板均应在涂刷脱模剂前将模板上的水泥、杂物等清除干净;一般脱模剂当环境温度不同则其粘度也不同,气温低粘度高,气温高则年度低,因而若施工时气温较低则宜在脱模剂内掺加一定量的稀释物质对其稀释,使其既具备脱模剂的性能同时又克服不耐水冲刷以及污染钢筋的缺点;
　　掺合料。作为掺合料的粉煤灰应采用细度为Ⅱ级以上的粉煤灰,并且内部不应含任何杂质;应选用引气气泡小、分布均匀稳定的引起型外加剂,以实现其产生的气泡直径控制在10-200mm范围内,并且在混凝土内部分布均匀;
　　2.2 降低粘稠度
　　混凝土粘稠度在一定程度上决定着气泡的产量及外逸难易程度,而其粘稠度受水灰比、砂率以及胶结材料用量和外加剂等影响。其中水灰比是影响气泡尺寸和间距的重要因素,在混凝土墙体拌合物水灰比配置时应尽量采用高等级水泥以尽量减少水泥用量,从而降低拌合物粘稠度与自由水量,同时由于混凝土内气泡尺寸随水灰比降低而减小,随水灰比增大而增大,且水灰比越大其气泡间距也越大。
　　2.3 控制和易性
　　为控制混凝土拌合物的和易性应尽量按照实验确定的配合比使用电子计量对原材料进行科学计量投料,拌合过程中严格控制拌合时间,并随环境温度变化及气候影响来随时抽检粗细骨料的含水率,以便于及时调整用水量,以尽量保证其最终坍落度控制在160±20mm范围内。
　　2.4 施工工艺
　　拌合。高温季节应对粗细骨料采取遮阳、降温措施,并应严格控制搅拌时间,以避免由于搅拌不均匀导致外加剂等在内部不均匀分布,而导致其在混凝土内片面其作用而影响混凝土的均匀性,若由于某种原因导致混凝土在浇筑前需进行二次调配时则更应加强对混凝土的搅拌以保证其均匀性;
　　运输。混凝土运输应有必要的夏季防晒、防雨,冬季保温、防雨雪措施,以避免造成坍落度或温度损失过大而不能满足入模要求,应选用平坦的道路进行运输避免由于道路不平导致混凝土分层离析现象;
　　浇筑。应根据结构类型、钢筋配置状况及混凝土品质等选用合适的浇筑方法,应保证混凝土连续浇筑,为了使内部气泡及时外排应采用分层浇筑,每层厚度应控制在300-500mm范围内;混凝土入模时不可集中冲击模板或钢筋骨架,当其下落高度大于2m时应采用串筒、溜槽等下料避免出现自由下落高度过大;
　　振捣。振捣分振动台振捣和人工振捣两种,振捣台振捣虽效果好但其成本高且不易施工而一般不采用;人工振捣可以实现边角及有弧度的部位振捣充分,可在很大程度上避免气泡现象,振捣过程中应保证插点均匀排列,并当墙体厚度超过250mm时采用梅花形布置,墙体较薄时采用一字型布置;应遵循“快插慢抽、上下抽拔”的方法,每个振点的延续时间应以表面呈现浮浆为宜,分层级浇筑时振捣棒插入下层混凝土深度应以100mm为宜;对于存在异性部位气泡较难排出可适当振动模板或采取增加附着式捣固器以减少气泡出现;在混凝土初凝前宜采取二次振捣,以使内部胶结材料重新均匀布置以利于内部气泡外排。
　　3.结语
　　在混凝土墙体施工时应从原材料、控制混凝土粘稠度、和易性以及严格按照施工工艺施工等方面严格控制,才能最终对墙体表面气泡现象进行有效预防,实现混凝土墙体的外观及结构质量,最终实现其经济及社会效益。
　　
　　
　　参考文献:
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　　[2]项翥行.建筑工程常用材料试验手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1999:85―96.
　　[3]刘秉京.混凝土技术[M].北京:人发交通出版社,1995:36―65.

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