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混凝土氣泡產生原因及處理措施
時間:2016-12-29 10:35:21 作者:admin

為保證泵送混凝土的可泵性及耐久性,通?;峒尤朧柿康囊粒ㄒ量篩納菩擄杌炷漣韜銜锏暮鴕仔院陀不炷戀哪途瞇裕?,但過大的引氣量(有害氣泡過多時)對混凝土的強度會有直接影響。

 

混凝土中氣泡的分布情況,即氣孔的大小、氣泡的數量以及氣泡的分布等都對混凝土的和易性、強度和耐久性將有明顯影響。

 

一、混凝土中氣泡類型

 

混凝土中產生的氣泡,100nm以上的稱之為大害泡,100-50nm的叫中害泡,50-20nm的叫低害泡或無害泡,20nm以下的稱有益氣泡。

 

應注意的是,混凝土中含氣量適當,微小氣泡在分布均勻且密閉獨立條件下,在混凝土施工過程中有一定的穩定性。從混凝土結構理論上來講,直徑如此小的氣泡形成的空隙屬于毛細孔范圍或稱無害孔、少害孔,它不但不會降低強度,還會大大提高混凝土的耐久性。

 

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1、氣泡間距宜大于5倍氣泡直徑以上;

 

2、大氣泡量不宜過多及集中;

 

3、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。

 

二、氣泡對混凝土結構的危害

 

當混凝土含氣量超過4%,且出現過多大氣泡時,則會對混凝土產生一定的危害:

 

(1)降低混凝土結構的強度

 

由 于氣泡較大會減少混凝土斷面體積,致使混凝土內部不密實,從而降低混凝土的強度。 混凝土應用技術規范中規定,當混凝土含氣量每增加1%時,28d抗壓強度下降5%。含氣量大時,每增加1%的引氣量,抗壓強度可能會降低4%~6%。在低 強度混凝土中,含氣量在3-6%時,對強度影響較小。當遇到引氣量值超過6%以上情況時,抗壓強度勢必受到較大影響。

 

(2)降低混凝土的耐腐蝕性能

 

由于混凝土表面出現了大量的氣泡,減少了鋼筋?;げ愕撓行Ш穸?,加速了混凝土表面碳化進程,從而影響其抗腐蝕性能。

 

(3)嚴重影響混凝土的外觀大氣泡會致使混凝土表明出現蜂窩麻面,影響其外觀。

 

三、氣泡產生原因

 

混凝土中產生氣泡的原因比較復雜,一般主要包括:

 

1、原材料方面

 

(1)氣泡與水泥品種有非常密切的關系

 

在水泥生產過程中使用助磨劑(外摻專用助磨劑,廠家非常多,質量差異非常大,通常含有較多表面活性劑)的作用下,通?;岵莨嗟那榭?,且水泥中堿含量過高,水泥細度太細,含氣量也會增加。

 

另外,在水泥用量較少的低標號混凝土拌和過程中,由于水化反應耗費的水較少,使得薄膜結合水、自由水相對較多。從而導致氣泡形成的機率明顯增大(混凝土中水泡蒸發后成為氣泡)。這便是用水量較大、水灰比較高的混凝土易產生氣泡的原因。

 

建議:不同品牌的水泥,產生的氣泡量會有明顯不同。優先選擇低堿、不摻助磨劑、適應性強、有一定品牌、規模較大、質量穩定且試配中氣泡較少的水泥品種。

 

(2)外加劑類型和摻量對氣泡的形成有很大影響

 

如 混凝土中含有大泡特別多,通??贍蓯峭跛林械慕喜鉅煞鐘泄?。一般減水劑(特別是聚羧酸類減水劑和木質素磺酸鹽類減水劑)中或泵送劑中可能會摻入一 定引氣成份的引氣劑,減水劑用量增加,氣泡也會增加;另外,當加入的外加劑為松香類引氣劑時,所產生的氣泡比其他類型的外加劑要稍多一些。

 

建議:讓減水劑復配廠,取消減水劑中的引氣組份。進行減水劑復配時,在選擇復配材料時,不宜采用已發酵或長時間存放的原材料,如紙廠或糖廠的廢液等(通常有較明顯的異味或臭味)。

 

(3)粗細骨料對氣泡的產生也有一定影響

 

根據粒料級配密實原理,在施工過程中.材料級配不合理,粗骨料偏多、大小不當,碎石中針片狀顆粒含量過多,以及生產過程中實際使用砂率比試驗室提供的砂率偏小,這樣細粒料不足以填充粗粒料空隙,導致粒料不密實,形成自由空隙,為氣泡的產生提供了條件。

 

砂的粒徑范圍在0.3-0.6mm時,混凝土含氣量最大,而小于0.3mm或大于0.6mm時,混凝土含氣量會顯著下降。

 

2、施工方面

 

(1)攪拌時間對混凝土內部產生氣泡會有不同影響

 

如果攪拌不勻,外加劑多的部位所產生的氣泡就會多(同樣水灰比)。但過分攪拌又會使混凝土內部形成氣泡越來越多,從而產生負面影響。 (2)脫模劑使用不當會影響氣泡的產生

 

由 于有些施工單位延用了老的脫模劑,常常使用的是機械廠回收下來的廢機油,這種廢機油對氣泡具有極強的吸附性,混凝土內存在氣泡一經與之接觸,便會吸附在模 板上而成型于混凝土結構的表面?;褂幸恢滯涯<?,即使是水性脫模劑,但對混凝土產生的氣泡仍然有吸附的作用,使混凝土內的氣泡無法隨機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部所產生出來的氣泡。應慎重選擇脫模劑。

 

(3)振搗情況影響氣泡的產生

 

由 于施工中振搗的環境不一,振搗手的操作對混凝土表面出現氣泡的多少也有著根本的不同。作為混凝土結構,振搗越好混凝土的內部結構就會越密實,從分層振搗的 高度和振搗時間兩個方面來解釋,分層的高度即每次下料的高度越高,則混凝土內部的氣泡就越不容易往上排出。但振搗的時間越長(超振)或越短(欠振)以及未 振搗到的地方(漏振)對混凝土的表面氣泡缺陷就會越來越多。超振會使混凝土內部的微小氣泡在機械作用下出現破滅重組,由小變大。欠振和漏振都會使混凝土出 現不密實而導致的混凝土自然空洞或空氣型的不規則大氣泡。

 

四、混凝土表面有害氣泡的排查方案及改善措施

 

針對混凝土表面出現的有害氣泡,需采用一定的排查手段,找出其原因并加以改善。CTF增效劑中不含任何引氣組份,但在不同的減水劑或泵送劑、水泥的共同作用下,可能會出現氣泡較多的情況,通過技術手段一般氣泡也是可以控制的。

 

1、原材料方面

 

(1)首先檢驗所用水泥的品種、性能和標號,廠家有多家水泥供應商的,優先使用產生氣泡少、含堿量低的水泥,水泥標號應與混凝土配合比標號相適應。

 

(2)其次檢查所使用的外加劑。目前這方面的品牌很多,不能一概而論。但對于實際生產,最簡便易行的辦法就是多做幾組試件,選取化學成分品質優良的外加劑用于生產。

 

減水劑中含引起成份的,試用不同的減水劑比較選用,可通知減水劑生產企業,取消加入帶引氣成份的引氣劑或控制其引氣量,一般混凝土中使用的外加劑引氣量控制在4%以內,高標號混凝土(如C50,C60)控制在3%以內。

 

需使用引氣劑時,應選擇引氣氣泡小、分布均勻穩定的引氣劑,盡量少用含松香類型的引氣劑,這類引氣劑摻入后產生的氣泡較大。

 

(3)檢查骨料性能。把好材料關,嚴格控制骨料粒徑和針片狀顆粒含量,備料時要認真篩選,剔除不合格材料。選擇合理級配,使粗骨料和細骨料比率適中。

 

(4)在CTF混凝土增效劑中會摻入抑制有害氣泡的消泡劑,需經過試驗并配合減水劑廠進行調試。消泡劑可以提高混凝土密實度、均勻度,提高抗滲性能,進而提高其強度。(消泡劑機理見附件)

 

2、施工方面

 

(1) 重視攪拌時間。特別強調的是:有的商品混凝土從出廠到施工現場需要很長的運輸時間,這時由于可能坍損較大,有的廠家技術員會利用外加劑進行二次調配,在這 種情況下一定要加強混凝土的攪拌均勻。但不是長時間的攪拌,在《建筑工程常用材料試驗手冊》中有明確規定“引氣劑減水劑混凝土,必須采用機械攪拌,攪拌的 時間不宜大于5min和小于3min”。攪拌的時間越長,產生的氣泡也會越大。

 

(2)檢查使用的模板和脫模劑。模板應保持光潔,脫模劑要涂抹均勻但不宜涂的太多太厚。

 

西 安建筑科技大學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起到很好的效果。目前,在市場上已經有很多單位研制出了具有消泡化學成 份的脫模劑,這種消泡型的脫模劑在使用后,當混凝土產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。

 

(3)注意振搗過程,嚴防出現混凝土的欠振、漏振和超振現象。

 

在混凝土的施工過程中,應分層布料,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部往上排出。同時要選擇適宜的振搗設備,最佳的振搗時間,合理的振搗半徑和頻率。

 

(4)氣溫低、水泥用量大、用水量大等因素都會直接影響引氣量,應針對現場具體情況進行分析和調整。

 

附:消泡劑原理

 

消泡劑是一種比穩泡劑更容易被吸附的的物質,它可以使已被吸附于氣-液表面活性物質被頂替下來,因而使之不容易形成穩定的膜。消泡劑進入液膜后,降低液體的黏度,使液膜失去彈性,加速液體滲出,最終使液膜變薄破裂,因而可以減少混凝土體系中氣泡,特別是一些大氣泡的含量。

 

消 泡作用可以分為兩種類型:一種是破泡作用,能使已經形成的氣泡破滅,破壞氣泡穩定存在的條件,使穩定存在的氣泡變為不穩定的氣泡并使之進一步變大析出。第 二種是抑泡作用,與破泡作用的不同之處在于它不僅能使已經生成的泡破滅,在摻入抑泡作用的消泡劑后能較長時間保持破泡作用,而且在一定程度上還能防止氣泡 或泡沫的產生。