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在建筑工程領域,混凝土的質量至關重要,它直接關系到建筑物的結構安全與使用壽命。然而,混凝土表面氣泡的出現卻常常困擾著工程技術人員和監理工作者。這些氣泡不僅影響了工程的美觀度,更關鍵的是,它們可能暗示著工程質量尚未達到規范標準。因此,深入探究混凝土表面氣泡產生的原因,并尋求有效的解決方法,是建筑行業亟待解決的重要問題。
一、混凝土中氣泡的類型與特性 混凝土作為建筑工程領域廣泛應用的關鍵材料,其內部結構具有顯著的多相性與非勻質性特征。從宏觀層面審視,混凝土呈現出粗骨料鑲嵌于砂漿基體之中的獨特構造形式。而深入到微觀層面,水泥漿體則是由固相、液相以及孔等不同相態共同構成的復雜體系。值得注意的是,即便在未額外摻加引氣劑或引氣型外加劑的常規情形下,混凝土內部依然天然含有一定數量的氣體成分。 在現代混凝土工程實踐中,為了切實保障泵送混凝土具備良好的可泵性以及在長期使用過程中的耐久性,往往會在混凝土配合比設計時加入適量的引氣劑。引氣劑的引入能夠在多個維度上對混凝土性能產生積極影響,它可以有效地改善新拌混凝土拌合物的和易性,使得混凝土在攪拌、運輸以及澆筑等施工環節中表現出更為優異的流動性與可塑性;同時,對于硬化后的混凝土而言,引氣劑有助于提升其耐久性,增強混凝土抵抗外界環境侵蝕的能力。然而,引氣劑的使用并非多多益善,當引氣量超出合理范圍,即有害氣泡過多時,將會對混凝土的強度性能產生直接且顯著的負面影響。這是因為過多的大尺寸氣泡會在混凝土內部形成應力集中區域,破壞混凝土基體的連續性與密實性,從而削弱其承載能力。 混凝土中氣泡的分布狀況,涵蓋氣孔的尺寸大小、氣泡的數量多寡以及其在混凝土基體中的分布格局等多個方面,均會對混凝土的和易性、強度以及耐久性等關鍵性能指標產生極為明顯的影響。基于氣泡尺寸的差異,混凝土中的氣泡可被細致地劃分為不同類型:其中,尺寸達到 100nm 及以上的氣泡被界定為大害泡,這類氣泡由于體積較大,在混凝土內部容易形成較大的空隙,對混凝土的結構完整性和力學性能危害較大;尺寸處于 100 - 50nm 區間的氣泡被稱為中害泡,其危害程度相對次之;而 50 - 20nm 的氣泡則被定義為低害泡或無害泡,在一定程度上對混凝土性能的影響較為有限;值得一提的是,尺寸小于 20nm 的氣泡被視作有益氣泡。從混凝土結構理論的角度深入分析,當混凝土中的含氣量處于適宜范圍,且微小氣泡能夠均勻分布并保持密閉獨立狀態時,這些直徑極小的氣泡所形成的空隙屬于毛細孔范疇,也可稱之為無害孔或低害孔。在這種理想狀態下,這些微小氣泡不但不會對混凝土的強度產生削弱作用,反而能夠在一定程度上顯著提高混凝土的耐久性。這是因為這些微小氣泡可以在混凝土內部起到類似 “滾珠軸承” 的作用,有效改善混凝土的微觀結構,提高其抗滲性、抗凍融性等耐久性能指標。 在混凝土質量檢測與性能評估過程中,通常可借助對混凝土試塊破塊后的細致觀察來深入探究其內部氣泡的分布特征,并以此作為判斷混凝土質量優劣的重要依據之一。具體而言,主要觀察以下幾個關鍵方面:其一,氣泡間距宜大于 5 倍氣泡直徑以上。這一要求旨在確保氣泡在混凝土內部的分布相對均勻,避免氣泡過于密集而形成連通孔隙,從而降低混凝土的抗滲性和強度。當氣泡間距過小時,容易在混凝土內部形成滲流通道,使得外界水分、有害離子等更容易侵入混凝土內部,加速混凝土的劣化過程;其二,大氣泡量不宜過多及集中。大氣泡的大量存在會顯著破壞混凝土的密實性,導致混凝土內部結構疏松,力學性能下降。尤其是當大氣泡集中分布在某一區域時,會在該區域形成明顯的薄弱環節,嚴重影響混凝土結構的整體穩定性;其三,試塊中氣泡分布不宜連成直線,且單一直線上的大氣泡量不宜過多。若氣泡分布呈現直線狀且大氣泡數量較多,將會在混凝土內部形成類似 “裂縫” 的缺陷,極大地削弱混凝土的抗拉、抗彎等力學性能,同時也會對混凝土的耐久性產生極為不利的影響。 二、氣泡對砼結構有哪些危害 當混凝土中的含氣量超出 4% 這一閾值,并且伴有過多大氣泡出現時,混凝土結構將會面臨一系列不容忽視的危害,這些危害從強度、耐久性以及外觀等多個關鍵維度對混凝土的性能產生負面影響,進而威脅到整個混凝土結構的安全性與服役壽命。 (1)強度維度的劣化: 混凝土結構強度的形成依賴于其內部各組分之間緊密的相互作用以及密實的微觀結構。然而,當大氣泡大量存在于混凝土之中時,由于氣泡占據了一定的空間體積,直接導致混凝土的斷面體積減少。這種斷面體積的縮減并非均勻發生,而是在氣泡存在的部位形成了局部的疏松區域,使得混凝土內部的密實性遭到嚴重破壞。在承受外部荷載時,這些含有大氣泡的疏松區域無法有效地傳遞應力,應力集中現象顯著加劇,從而導致混凝土的整體強度大幅降低。 依據混凝土應用技術規范所明確的量化關系,當混凝土含氣量每增加 1% 時,其 28d 抗壓強度將會呈現出明顯的下降趨勢,降幅可達 5%。而在含氣量較大的特殊情形下,每增加 1% 的引氣量,抗壓強度的降低幅度可能進一步擴大至 4% - 6%。這一規律在不同強度等級的混凝土中表現出一定的差異。對于低強度混凝土而言,在含氣量處于 3 - 6% 的相對較低范圍時,其對強度的影響相對較為輕微。這是因為低強度混凝土本身的水泥用量相對較少,內部結構相對較為疏松,少量氣泡的存在對其整體結構的改變并不十分顯著。然而,當引氣量值超過 6% 以上時,無論何種強度等級的混凝土,其抗壓強度都必然會受到極為嚴重的影響。此時,大量的氣泡在混凝土內部形成了錯綜復雜的孔隙網絡,嚴重破壞了混凝土的骨架結構,使得混凝土在承受壓力時極易發生破壞,無法滿足設計要求的承載能力。 (2)耐久性維度的威脅: 混凝土的耐久性是確保其在長期復雜環境中穩定服役的關鍵性能指標,而大氣泡的存在對混凝土的耐久性構成了多方面的嚴重威脅。從鋼筋混凝土結構的角度來看,混凝土表面大量氣泡的出現直接導致鋼筋保護層的有效厚度顯著減少。鋼筋保護層的主要作用在于隔絕鋼筋與外界環境的直接接觸,防止鋼筋發生銹蝕。當保護層厚度因氣泡而減小時,外界的氧氣、水分以及侵蝕性離子等有害物質能夠更加輕易地滲透至鋼筋表面,從而加速了鋼筋的銹蝕進程。 同時,混凝土表面氣泡的存在還會對混凝土自身的抗碳化性能產生負面影響,加速混凝土表面碳化進程。混凝土的碳化是指空氣中的二氧化碳與水泥水化產物中的氫氧化鈣發生化學反應,生成碳酸鈣等物質,從而導致混凝土堿性降低的過程。在正常情況下,混凝土表面的密實結構能夠在一定程度上阻礙二氧化碳的侵入,延緩碳化進程。然而,氣泡的存在破壞了混凝土表面的密實性,為二氧化碳的侵入提供了便捷通道,使得碳化反應得以迅速進行。隨著碳化深度的增加,混凝土內部的堿性環境逐漸被破壞,鋼筋表面的鈍化膜失去保護作用,進一步加劇了鋼筋的銹蝕。而鋼筋銹蝕后,其體積會發生膨脹,產生銹脹力,這將導致混凝土內部產生裂縫,進一步破壞混凝土的結構完整性,降低其抗侵蝕能力,形成一個惡性循環,嚴重縮短混凝土結構的使用壽命。 (3)外觀維度的缺陷: 在建筑工程中,混凝土結構的外觀質量同樣具有重要意義,它不僅影響建筑物的整體美觀度,還在一定程度上反映了工程的施工質量與管理水平。大氣泡在混凝土表面的聚集將會導致極為嚴重的外觀缺陷,即蜂窩麻面現象的出現。蜂窩麻面表現為混凝土表面出現大量的孔洞和麻點,這些孔洞大小不一,形狀不規則,嚴重破壞了混凝土表面的平整度和光潔度。 從形成機理上看,當混凝土在澆筑過程中,由于氣泡未能及時排出而滯留在混凝土表面附近時,在混凝土硬化后,這些氣泡所在的位置就會形成空洞。這些空洞相互連接或單獨存在,使得混凝土表面呈現出蜂窩狀或麻點狀的外觀缺陷。對于一些對外觀要求較高的建筑工程,如城市地標性建筑、高檔住宅小區、文化藝術場館等,混凝土表面的蜂窩麻面問題將極大地降低建筑物的品質形象,使其失去應有的美觀性和藝術性。此外,蜂窩麻面還可能會影響后續的裝飾裝修工程,增加施工難度和成本,如在進行涂料涂刷或貼面材料粘貼時,需要對蜂窩麻面進行預先處理,否則會影響裝飾效果的質量和持久性。 三、混凝土產生氣泡的原因剖析 (1)原材料方面 1.水泥品種的影響: 在水泥的生產進程中,助磨劑的使用情況對混凝土氣泡的產生有著極為關鍵的影響。當前市場上,外摻專用助磨劑的生產廠家眾多,然而其產品質量卻參差不齊。眾多助磨劑通常含有大量的表面活性劑成分,在水泥生產過程中,這些表面活性劑會改變水泥的物理化學特性,致使水泥在與其他材料混合制備混凝土時,容易產生過多的氣泡。與此同時,水泥自身的堿含量過高以及細度太細等因素,也會導致混凝土含氣量的增加。高堿含量可能會引發一系列復雜的化學反應,促進氣泡的形成;而水泥細度太細,則會增加其比表面積,使得水泥顆粒與水接觸更為充分,在水化反應初期,更容易形成微小的氣泡核,進而在混凝土攪拌過程中發展為可見的氣泡。 此外,在水泥用量相對較少的低標號混凝土拌和環節,由于其水化反應所消耗的水量有限,使得混凝土體系中的薄膜結合水與自由水相對過剩。這些多余的水分在混凝土攪拌過程中容易形成水泡,而在后續的施工過程中,隨著水分的逐漸蒸發,水泡便轉化為氣泡,這便是用水量較大、水灰比較高的混凝土易產生氣泡的內在原因。 2.外加劑類型和摻量的影響: 外加劑在現代混凝土工程中扮演著不可或缺的角色,然而其類型與摻量的選擇不當,往往會成為混凝土氣泡產生的重要源頭。當混凝土中出現大量大泡時,通常與減水劑中的引氣成分密切相關。一般而言,常見的減水劑,尤其是聚羧酸類減水劑和木質素磺酸鹽類減水劑,以及泵送劑中,往往會摻入一定量的引氣劑成分。這些引氣劑的主要目的是改善混凝土的工作性能,如提高混凝土的流動性和可泵性。然而,當引氣劑的質量不佳或者摻量過多時,就會導致混凝土中氣泡數量失控,尤其是大泡的大量產生。隨著減水劑用量的增加,這種現象會愈發明顯,因為更多的引氣劑被引入到混凝土體系中,為氣泡的形成提供了更多的 “活性位點”。 另外,當所選用的外加劑為松香類引氣劑時,相較于其他類型的外加劑,其產生的氣泡數量通常會稍多一些。這是由于松香類引氣劑的化學結構與作用機理獨特,它在混凝土中能夠形成相對穩定且較大尺寸的氣泡。 3.粗細骨料的影響: 依據粒料級配密實原理,在混凝土施工過程中,粗細骨料的級配合理性對氣泡的產生有著不可忽視的影響。若材料級配出現不合理的情況,例如粗骨料偏多、其粒徑大小搭配不當,或者碎石中針片狀顆粒含量過多,同時生產過程中實際使用的砂率低于試驗室所提供的合理砂率時,就會導致細粒料無法充分填充粗粒料之間的空隙。這種不密實的粒料堆積狀態會形成大量的自由空隙,而這些空隙在混凝土攪拌與澆筑過程中,極易成為氣泡的藏身之所,為氣泡的產生創造了極為有利的條件。 進一步研究發現,砂的粒徑范圍對混凝土含氣量也有著顯著的影響。當砂的粒徑處于 0.3 - 0.6mm 這一特定區間時,混凝土的含氣量會達到最大值。這是因為在此粒徑范圍內,砂粒的大小與形狀能夠在混凝土體系中形成一種特殊的孔隙結構,有利于氣泡的穩定存在。而當砂粒徑小于 0.3mm 或大于 0.6mm 時,混凝土含氣量則會顯著下降,因為此時砂粒的級配特性發生了改變,不利于氣泡的形成與穩定。 4.商品混凝土的骨料級配不合理: 商品混凝土中,集料間的堆積間隙是大氣泡形成的重要源頭之一。如前文所述,當材料級配不合理時,粗骨料的過量存在、粒徑大小的不合理分布以及針片狀顆粒過多等問題,再加上實際砂率偏低,使得細粒料難以填充粗粒料之間的空隙,導致粒料堆積不密實,形成了大量的自由空隙。在混凝土攪拌過程中,空氣容易被卷入這些空隙之中,并且由于空隙較大,所形成的氣泡尺寸也相對較大,通常直徑在 2 - 20mm 之間。這些大氣泡在混凝土中不僅會降低混凝土的密實度,影響其強度與耐久性,還會在混凝土表面形成蜂窩麻面等外觀缺陷,嚴重影響混凝土的質量與美觀度。 5.水灰比不合理: 在商品混凝土的配合比設計中,水灰比是一個關鍵參數,其合理性直接關系到混凝土的性能與氣泡的產生。當水灰比偏大時,意味著混凝土中未參與水化的自由水含量較多。這些多余的自由水在混凝土攪拌過程中會逐漸聚集,形成水泡。隨著時間的推移,在混凝土的澆筑、振搗以及養護過程中,水泡中的水分會逐漸蒸發,從而轉化為氣泡。而且,水灰比越大,用水量越多,這種水泡形成與轉化為氣泡的現象就越嚴重。 從微觀角度來看,水灰比偏大時,水泥漿漿體的稠度相對較低,無法充分填充骨料之間的空隙。在水泥用量較少的商品混凝土拌合物中,由于水化反應消耗的水量有限,使得薄膜結合水和自由水相對較多,這進一步增加了氣泡形成的幾率。 6.商品混凝土中砂所占比例不理想: 商品混凝土中砂的比例對其性能有著多方面的影響,尤其是細砂比例在 35% - 60% 范圍時,與氣泡的分布特性密切相關。當細砂含量較大時,商品混凝土拌合物的抗分離性會顯著變差。在振搗過程中,由于細砂難以提供足夠的支撐力與摩擦力,容易導致混凝土分層現象的發生。而這種分層現象會使得上部混凝土中的氣泡難以順利排出,從而造成上部氣泡集中的問題。這不僅會影響混凝土的內部結構均勻性,還會降低混凝土的強度與耐久性。 7.坍落度過小或過大: 坍落度作為衡量混凝土流動性的重要指標,其大小對混凝土氣泡的產生與排出有著顯著的影響。在實際工程中,應盡量采用相對較低的坍落度,一般控制在 120 - 180mm 較為合適。當商品混凝土拌合物坍落度小于 12cm 時,由于其流動性過差,在攪拌與運輸過程中容易出現粗骨料離析現象。粗骨料的離析會破壞混凝土內部結構的均勻性,使得混凝土在振搗過程中難以密實,氣泡也難以順利排出。相反,當坍落度大于 22cm 時,混凝土的流動性過大,雖然在攪拌與運輸過程中較為方便,但在振搗過程中卻不易排氣,且容易出現分層現象。這是因為過大的流動性使得混凝土內部的氣泡在振搗力的作用下難以聚集并上升排出,同時也容易導致混凝土各組分的分離,影響混凝土的質量。 8.攪拌商品混凝土過程中帶入的氣泡: 在攪拌商品混凝土時,攪拌葉的旋轉翻動不可避免地會從空氣中卷入大量氣體,這些氣體進入混凝土后便形成氣泡,且以大氣泡為主。在攪拌的初始階段,隨著攪拌葉的持續翻動,新形成的氣泡會在攪拌力的作用下不斷被破碎、減小,部分氣泡甚至會被消滅。然而,與此同時,攪拌過程又會不斷從空氣中帶入新的氣體,形成新的氣泡,從而呈現出一種此消彼長的動態平衡狀態。隨著攪拌時間的延長,混凝土中的氣泡數量與大小會逐漸趨于穩定。 但需要特別注意的是,商品混凝土的攪拌時間(從加水開始到攪拌出機)必須嚴格控制,既不能過短也不能過長。對于摻入引氣型聚羧酸減水劑的商品混凝土而言,攪拌時間尤為關鍵。如果攪拌時間過短,混凝土中的各種材料無法充分混合均勻,外加劑不能均勻分散在混凝土體系中,容易導致局部外加劑濃度過高,從而產生過多氣泡;而如果攪拌時間過長,雖然混凝土能夠混合得更加均勻,但會使引入的氣泡尺寸增大,且難以排出。一般來說,攪拌時間不宜大于 5min 和小于 3min,在這個時間范圍內,能夠在保證混凝土混合均勻的同時,盡量減少因攪拌時間不當而引入的氣泡問題。 (2)施工方面 1.攪拌時間的影響: 攪拌時間在混凝土制備過程中是一個極為關鍵的因素,其對混凝土內部氣泡的產生機制有著多方面的復雜影響。當攪拌操作未能達到均勻性要求時,在相同水灰比的條件下,外加劑在混凝土中的分布將呈現不均勻狀態。由于外加劑多的部位其化學活性相對較高,在攪拌過程中更容易引發氣泡的產生。這種局部氣泡過多的現象會破壞混凝土內部結構的均勻性,使得混凝土在硬化后可能出現局部強度不足、耐久性下降等問題。 而另一方面,過分攪拌同樣會給混凝土帶來不利影響。隨著攪拌時間的過度延長,混凝土內部會持續引入大量空氣,并且由于攪拌力的持續作用,這些空氣逐漸被卷入混凝土基體中形成氣泡。而且,長時間的攪拌會使原本微小的氣泡在機械力的反復作用下發生破滅與重組,導致氣泡尺寸逐漸增大,數量也可能增多。這些大尺寸氣泡在混凝土內部占據較大空間,使得混凝土的密實度降低,進而對其強度、抗滲性等關鍵性能產生負面影響。 2.脫模劑使用不當的影響: 脫模劑的選擇與使用在混凝土施工中常常被忽視,但實際上其對混凝土氣泡的排出有著重要影響。部分施工單位因循守舊,沿用老式的脫模劑,如機械廠回收的廢機油。這種廢機油含有多種復雜的有機成分,對氣泡具有極強的吸附能力。當混凝土內部存在氣泡時,一旦與廢機油接觸,氣泡便會迅速附著在模板表面,最終在混凝土結構成型后,這些氣泡就會顯現在混凝土表面,形成缺陷。 即使是一些水性脫模劑,如果其配方設計不合理,對混凝土產生的氣泡同樣可能具有吸附作用。在混凝土振搗過程中,正常情況下氣泡應隨著振搗力的傳遞,沿著模板與混凝土的接觸面逐步上升并排出。然而,當脫模劑對氣泡存在吸附作用時,氣泡的上升排出過程就會受到阻礙,導致氣泡被困在混凝土內部,無法順利逸出。這不僅影響混凝土的外觀質量,還可能因氣泡滯留而降低混凝土的密實度與強度。 3.振搗情況的影響: 在混凝土施工過程中,振搗環節的環境復雜性以及振搗手的操作差異對混凝土表面氣泡的數量與分布有著根本性的影響。振搗的本質目的在于通過機械振動使混凝土內部的空氣排出,同時使混凝土各組分更加密實。從分層振搗的高度這一工藝參數來看,每次下料的高度過高時,混凝土內部的氣泡在上升排出過程中需要穿越更長的距離,受到的阻力也就越大。這使得氣泡難以順利到達混凝土表面并排出,從而導致更多氣泡滯留在混凝土內部,影響其內部結構的密實性與均勻性。 此外,振搗時間的長短以及振搗的完整性對混凝土氣泡缺陷的產生也有著顯著影響。振搗時間過長即超振時,混凝土內部原本微小的氣泡在強大的機械振動作用下會發生破滅與重組現象。由于振搗力的持續作用,小氣泡不斷合并成大氣泡,且這些大氣泡在混凝土內部難以排出,最終形成較大的空洞或缺陷,嚴重破壞混凝土的結構完整性。相反,振搗時間過短即欠振或者存在未振搗到的地方即漏振時,混凝土內部的空氣未能充分排出,各組分之間也未能充分密實。這會導致混凝土內部出現自然空洞或形成大量不規則的大氣泡,使得混凝土的強度大幅降低,耐久性也受到嚴重威脅。 四、混凝土有害氣泡排查及改善措施 針對混凝土表面出現的有害氣泡,需要采用科學合理的排查手段,找出其根源,并采取有效的改善措施。增效劑中不含任何引氣組份,但在與不同的減水劑或泵送劑、水泥共同作用時,可能會出現氣泡較多的情況,不過通過技術手段一般是可以控制的。 (1)材料方面 1.水泥品種的選擇: 在眾多可供選擇的水泥品種里,需秉持一套嚴謹且全面的篩選準則。優先傾向于那些堿含量處于較低水平的水泥產品,這是因為高堿水泥在混凝土拌制過程中,更易引發一系列復雜的化學反應,進而催生過多氣泡。同時,堅決摒棄含有助磨劑的水泥選項,鑒于市場上助磨劑質量的良莠不齊,其往往成為氣泡產生的潛在誘因。所選定的水泥應具備強大的適應性,能夠與各類混凝土原材料和諧共處,協同作用,確保混凝土性能的穩定與可靠。品牌影響力、生產規模以及質量的穩定性,也是衡量水泥優劣的關鍵維度。知名品牌且規模較大的水泥生產企業,往往在生產工藝把控、原材料采購以及質量檢測等環節更為嚴格與規范,所產出的水泥質量波動極小,能夠為混凝土的高品質制備提供堅實保障。尤為重要的是,在正式大規模使用前的試配環節,務必密切關注水泥與其他材料混合時氣泡產生的狀況,精準篩選出試配中氣泡生成量較少的水泥品種,從源頭上降低混凝土氣泡問題出現的概率。 2.外加劑的選用與管理: 針對高標號、高性能的商品混凝土而言,外加劑的選用絕非隨意之舉,而是需要遵循一套嚴苛的標準。首先,所選用的外加劑必須具備產生微小引氣氣泡的能力,并且這些氣泡在混凝土體系中能夠呈現出均勻且穩定的分布態勢。如此一來,既能借助氣泡改善混凝土的和易性,又不會因氣泡過大或分布不均對混凝土的強度與耐久性造成損害。為了確保外加劑質量的一致性與可靠性,務必與特定的廠商建立長期穩定的合作關系,明確固定的品牌與精準的摻量。這種 “定廠商、定品牌、定摻量” 的策略,能夠有效避免因外加劑來源的頻繁變動而引發的質量波動,從而保障混凝土性能的穩定性與可預測性。在實際操作過程中,應與外加劑供應商深度協作,依據混凝土的具體設計要求與施工環境特點,共同確定最適宜的外加劑配方與摻量,實現外加劑與混凝土體系的完美匹配。 3.摻合料的控制: 摻合料在現代混凝土技術中雖具有一定的積極作用,但必須嚴格遵循適度適量的原則。絕不能因過度追求商品混凝土的和易性而盲目增加摻合料的用量。過量的摻合料可能會打破混凝土內部各組分之間的微妙平衡,改變混凝土的微觀結構與化學組成,進而引發一系列諸如氣泡增多、強度下降、耐久性降低等負面效應。在混凝土配合比設計階段,應依據混凝土的設計標號、使用環境以及原材料特性等多方面因素,精確計算并確定摻合料的合理用量范圍。同時,在施工過程中,要嚴格監控摻合料的實際添加量,確保其與設計要求相符,防止因摻合料失控而導致混凝土質量出現問題。例如,對于粉煤灰摻合料,應根據其等級、需水量比以及活性指數等指標,結合混凝土的具體需求,合理確定其摻量,以達到優化混凝土性能且避免氣泡過量產生的目的。 4.骨料的篩選與級配優化: 骨料作為混凝土的重要組成部分,其質量與特性直接關乎混凝土的性能優劣,在骨料的選用環節,必須實施全方位的精細管控。嚴格把控骨料的粒徑大小,確保其符合混凝土設計與施工的要求。過大或過小的骨料粒徑都可能破壞混凝土的密實性,為氣泡的產生創造條件。例如,粗骨料粒徑過大,在混凝土攪拌與澆筑過程中難以均勻分布,容易形成空隙,導致氣泡滯留;而細骨料粒徑過小,則可能增加混凝土的需水量,使自由水含量上升,進而促使氣泡生成。針片狀顆粒含量過高的骨料同樣是不可取的,這類骨料在混凝土中相互搭接時,會形成較多的空隙,降低混凝土的密實度,并且在攪拌過程中容易刺破水泥漿體,使空氣進入形成氣泡。因此,在備料階段,要投入足夠的人力與物力,認真細致地對骨料進行篩選,堅決剔除不符合粒徑與針片狀顆粒含量要求的不合格材料。在此基礎上,通過科學的試驗與分析,選擇合理的骨料級配,使粗骨料和細骨料之間的比率恰到好處,達到最佳的填充效果,構建起密實穩定的混凝土基體,有效減少氣泡產生的可能性。 5.用水量與外加劑、摻合料含量的優化: 商砼站肩負著通過實驗優化混凝土配合比的重要使命。在不嚴重損害商品混凝土和易性的前提下,應全力以赴地探索將用水量降至最低的可行方案。這需要綜合考慮水泥的水化特性、骨料的吸水性、外加劑的減水效果以及施工環境的溫濕度等多方面因素。通過開展多組對比實驗,精確測定不同用水量下混凝土的工作性能、力學性能以及耐久性指標,繪制出用水量與混凝土性能之間的關系曲線,從而確定出最佳的用水量控制點。同時,對外加劑和摻合料的含量也要實施嚴格的控制。外加劑的含量過高可能導致氣泡增多、混凝土離析等問題,而過低則可能無法滿足混凝土對和易性、強度等性能的要求;摻合料含量的不合理同樣會對混凝土的性能產生負面影響。因此,要依據混凝土的設計要求與實驗數據,精準確定外加劑和摻合料的適宜含量范圍,并在實際生產過程中嚴格監控其添加量,確保混凝土配合比的準確性與穩定性。 6.砂比例的調整: 在商品混凝土中,砂率的合理確定對于混凝土的性能起著舉足輕重的作用。應致力于使商品混凝土中的中砂比例達到最優狀態。中砂的粒徑適中,其顆粒形狀與表面特性能夠在混凝土中形成良好的填充效果與粘結作用。當砂率偏低時,粗骨料之間的空隙難以被充分填充,容易導致混凝土的密實性不足,產生氣泡;而砂率偏高時,細骨料過多會使混凝土的需水量增加,自由水含量上升,同樣會促使氣泡的形成。通過大量的實驗研究與工程實踐經驗總結,確定出適合不同工程需求與原材料特性的中砂比例范圍,并在實際生產過程中嚴格按照此范圍控制砂的用量,以保障混凝土的和易性、強度與耐久性,減少氣泡產生的幾率。 7.坍落度的控制: 施工現場必須建立起嚴格的商品混凝土坍落度監控機制。坍落度作為衡量混凝土流動性與可塑性的關鍵指標,其是否符合要求直接影響到混凝土的施工性能與最終質量。一旦發現坍落度不符合預定標準的商品混凝土,必須堅決予以退場處理,絕不姑息遷就。這是因為坍落度過大的混凝土,其流動性過大,在振搗過程中不易排氣,容易導致氣泡滯留,同時還可能出現離析現象,使混凝土各組分分布不均,影響其強度與耐久性;而坍落度過小的混凝土,流動性太差,難以均勻布料與振搗密實,會造成混凝土內部存在空洞與氣泡,同樣降低混凝土的質量。因此,在施工現場,應配備專業的坍落度檢測設備與人員,對每車進場的混凝土進行及時、準確的坍落度檢測,并做好記錄。如發現坍落度異常,應立即與商砼站溝通協調,查找原因并采取相應的糾正措施,確保混凝土施工過程的順利進行與最終質量的穩定可靠。 (2)施工工藝方面 1.攪拌時間的精準控制: 商品混凝土的攪拌時間是一項需要精確掌控的關鍵參數。攪拌時間過短,混凝土各組分無法充分混合均勻,外加劑難以均勻分散于整個體系之中,這將導致局部區域外加劑濃度過高,進而引發過多氣泡的產生,嚴重破壞混凝土內部結構的均勻性與穩定性。反之,攪拌時間過長,雖能確保各材料混合更為充分,但卻會使大量空氣被持續卷入混凝土,并且在長時間攪拌力的作用下,氣泡不斷被細化、融合,尺寸逐漸增大且更難排出。因此,必須依據混凝土的配合比設計、原材料特性以及所使用的攪拌設備性能等多方面因素,通過嚴謹的實驗與實踐經驗總結,確定出最為適宜的攪拌時間范圍,并在實際生產過程中嚴格遵循。 同時,還需盡量規避在交通擁堵時期開展混凝土澆筑作業。交通擁堵往往會大幅延長混凝土的運輸時間,導致混凝土坍落度損失加劇,和易性變差。在這種情況下,混凝土在運輸途中可能已經開始發生水化反應,內部結構逐漸變化,氣泡穩定性也受到影響。當到達施工現場進行澆筑時,其性能已偏離最佳狀態,不僅難以保證澆筑質量,還會增加氣泡產生與滯留的風險。因此,合理規劃澆筑時間,避開交通高峰時段,確保混凝土能夠在最佳性能狀態下完成澆筑,對于減少氣泡問題具有重要意義。 2.施工人員管理與加水現象杜絕: 施工人員的操作行為對混凝土質量有著直接且關鍵的影響,其中隨意加水現象是必須嚴格禁止的。在施工現場,一旦發現施工人員存在私自加水行為,應立即采取嚴肅且果斷的處理措施。加水行為看似微小,實則對混凝土質量危害極大。隨意加水會破壞混凝土預先設計好的配合比,使水灰比增大,混凝土的強度、耐久性以及抗滲性等關鍵性能指標均會受到嚴重削弱。這是因為水灰比的改變會影響水泥的水化反應進程,導致混凝土內部結構疏松,孔隙率增加,為氣泡的產生與留存創造了更為有利的條件。 為了有效杜絕此類現象的發生,施工單位應加強對施工人員的專業培訓與質量意識教育。通過詳細講解混凝土的特性、配合比設計原理以及違規加水的嚴重后果,使施工人員深刻認識到規范操作的重要性。同時,建立健全施工現場的監督管理機制,安排專人負責巡查,對混凝土的攪拌、運輸、澆筑等各個環節進行全程監控,確保施工過程嚴格按照設計要求與規范標準進行,從人員管理層面為減少混凝土氣泡問題提供堅實保障。 3.模板的選擇與處理: 模板作為混凝土澆筑成型的模具,其質量與表面狀態直接關乎混凝土的外觀質量與氣泡產生情況。模板應始終保持光潔平整的狀態,這對于減少混凝土表面氣泡具有重要作用。對于鋼模而言,應優先選用變形較小的優質產品,并在使用前進行嚴格的檢查與校平處理。若鋼模存在較大變形,在混凝土澆筑過程中,會導致模板與混凝土之間的貼合不緊密,形成空隙,使得空氣容易進入并被困在混凝土與模板之間,最終形成氣泡附著于混凝土表面。對于木模,在關鍵部位應避免使用舊模板,因為舊模板經過多次使用后,表面可能會出現磨損、粗糙不平甚至開裂等問題,這些缺陷會增加混凝土與模板之間的摩擦力,阻礙氣泡的排出,同時也會影響混凝土表面的平整度與光潔度。 在模板安裝過程中,還應確保模板的拼接緊密、牢固,防止出現漏漿現象。漏漿會導致混凝土局部缺漿,內部結構不密實,進而引發氣泡問題。因此,施工人員應嚴格按照模板安裝規范進行操作,對模板的拼接縫進行密封處理,如采用密封條、密封膠等材料,確保模板的密封性良好,為混凝土的順利澆筑與氣泡排出創造有利條件。 4.脫模劑的謹慎選用與使用: 脫模劑的選擇與使用在混凝土施工中是一個容易被忽視但卻極為關鍵的環節。依據文明施工要求以及氣泡控制的需要,油性脫模劑應被堅決禁止使用,而應優先選用具有消泡功能的脫模劑。油性脫模劑在混凝土與模板之間會形成一層油膜,這層油膜具有較強的吸附性,容易將混凝土中的氣泡吸附并固定在模板表面,導致氣泡無法順利排出,最終在混凝土表面形成缺陷。 消泡型脫模劑則能夠有效降低氣泡與模板之間的附著力,促進氣泡的排出。在使用脫模劑時,施工人員應嚴格遵循規范操作流程,確保脫模劑涂抹均勻。涂抹不均勻會導致部分區域脫模劑過多或過少,過多的脫模劑可能會在混凝土表面形成殘留,影響混凝土的外觀質量與后續裝飾工程的粘結效果;而過少的脫模劑則無法充分發揮其脫模與消泡作用,增加氣泡產生與滯留的風險。同時,脫模劑的涂抹厚度也應嚴格控制,不宜過厚,過厚的脫模劑層會增加氣泡排出的阻力,不利于混凝土的質量控制。 5.振搗設備與振搗方法的優化: 振搗工藝是混凝土施工中排除氣泡、密實結構的關鍵環節,其效果取決于振搗設備的適宜選擇與振搗操作的規范執行。首先,應根據混凝土的工程特點、澆筑部位以及坍落度等因素,精心挑選與之匹配的振搗設備。不同類型與功率的振搗設備,其振搗效果與作用范圍存在差異。例如,對于大面積的混凝土平板澆筑,可選用平板振動器,其能夠在較大面積上均勻地傳遞振搗力,有效排出氣泡;而對于柱、梁等結構部位的混凝土澆筑,則通常采用插入式振搗器,其振搗深度與力度能夠滿足這些部位的振搗需求。 在確定了適宜的振搗設備后,還需精確掌握最佳的振搗時間。振搗時間過短即欠振,混凝土內部的空氣無法充分排出,各組分之間不能緊密結合,會導致混凝土內部存在大量氣泡與空洞,嚴重降低混凝土的強度與密實度;振搗時間過長即超振,雖然能夠使混凝土更為密實,但會使原本微小的氣泡在強烈的振搗力作用下發生破滅與重組,形成較大的氣泡,并且這些氣泡難以排出,同樣會對混凝土質量產生負面影響。因此,振搗過程中應嚴格按照 “快插慢抽、上下抽拔” 的標準方法進行操作。操作振動棒時要保持直上直下的運動軌跡,快插慢拔,確保振搗力能夠均勻地傳遞到混凝土的各個部位,不得出現漏振現象。每一振點的延續時間應以混凝土表面呈現浮漿為判斷標準,此時表明混凝土內部的氣泡已基本排出,各組分已達到較為密實的狀態。此外,振搗棒在振搗過程中應插到上一層的澆筑面下 100mm 左右,這樣能夠使上下層商品混凝土更好地結合成一個整體,避免出現分層現象,進一步提高混凝土結構的整體性與穩定性。 6.混凝土鋪攤厚度的確定: 商品混凝土的鋪攤厚度需要依據其和易性以及所用振搗器的作用深度進行科學合理的設定。對于泵送商品混凝土,其鋪攤厚度一般不宜超過 500mm,這是因為泵送混凝土的坍落度相對較大,流動性較好,如果鋪攤厚度過大,在振搗過程中,下部混凝土中的氣泡難以順利排出,容易導致混凝土內部氣泡聚集,影響混凝土的密實度與質量。對于非泵送商品混凝土,由于其流動性相對較小,鋪攤厚度則應控制在不大于 400mm 的范圍內。 在采用插入式振搗器時,為了確保振搗效果,原則上分層厚度不應大于振搗棒長度的 0.8 倍。這是因為如果分層厚度過大,振搗棒在振搗過程中無法有效作用到整個分層厚度范圍內的混凝土,導致下部混凝土振搗不密實,氣泡無法排出。合理的鋪攤厚度與分層厚度設置,能夠使混凝土在振搗過程中充分排氣,各組分均勻分布,形成密實穩定的結構,有效減少氣泡的產生與滯留。 7.振搗點間距與排列方式的規范: 在混凝土振搗過程中,振搗點的布局規劃對于確保混凝土振搗均勻、無漏振現象以及氣泡順利排出具有至關重要的意義。通常情況下,插入式振搗器的振搗半徑在 45 - 75cm 之間,基于此,為了保證振搗效果的全覆蓋,插入間距應嚴格限制在 60cm 以下,并且插點要均勻排列。這樣能夠使振搗力均勻地分布在混凝土澆筑區域內,避免出現振搗盲區。 當墻體厚度大于 250mm 時,振動棒插點應排成梅花式。梅花式排列方式能夠使振搗力在墻體內部形成交錯的作用區域,有效提高振搗效果,確保墻體混凝土內部的氣泡能夠充分排出,尤其是在墻體厚度較大時,這種排列方式能夠更好地適應墻體內部結構特點,使混凝土振搗更為密實。而當墻體厚度小于等于 250mm 時,振動棒插點排成一字形即可滿足振搗需求。通過合理規劃振搗點的排列方式與間距,能夠最大限度地發揮振搗設備的作用,提高混凝土振搗質量,減少因振搗不當而導致的氣泡滯留問題,保障混凝土結構的質量與耐久性。
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