摘 要:通過對水泥混凝土表面氣泡產生原因的分析,提出最佳預防措施。
關鍵詞:水泥混凝土;表面氣泡;模板;材料;外加劑
中圖分類號:U214 文獻標識碼:C 文章編號:1008 - 3383 (2006) 11 - 0065 - 01
1 產生氣泡的原因
(1) 級配不合理,粗級料過多,細級料偏少;
(2) 骨料大小不當,針片狀顆粒含量過多;
(3) 水泥用量相對較少的低標號混凝土;
(4) 用水量較大,水灰比較高的混凝土;
(5) 與某些外摻劑以及水泥自身的化學成分有關;
(6) 使用表層刷油的鋼模板成型的混凝土;
(7) 與混凝土澆筑中振搗不充分、不均勻有關。
2 機理分析
(1) 材料方面。氣泡的形成主要是屬于一種物理原因。根據集料級配密實原理,在施工過程中,如果使用材料本身級配不合理,粗集料偏多骨料大小不當,碎石材料中針片狀顆粒含量過多,以及在生產過程中實際使用砂率比實驗室提供的砂率要少,細粒料不足以填充粗集料之間的空隙,導致集料不密實,形成自由空隙,為氣泡的產生提供了溫床。水泥和水的用量多少,也是導致氣泡產生的重要原因。在實驗室試配混凝土時,考慮水泥用量主要是針對強度而言。如果在能夠滿足混凝土強度的前提下,增加水泥用量,減少水的用量,氣泡會減少,其原因是多余水泥凈漿可以填塞因集料級配不合理或者其他原因導致的空隙,而水的減少可以使自由水形成的氣泡(混凝土中水泡蒸發(fā)干后,便成為氣泡) 減少。
另外,在水泥用量較少的混凝土拌和過程中,由于水和水泥的水化反應消耗部分用水較少,使得薄膜結合水,自由水相對較多,從而讓水泡形成的機率增大,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所在。某些混凝土外摻劑以及水泥自身的化學成分,也是導致氣泡產生的原因。雖然由于化學成分產生的氣泡比物理原因產生的氣泡,在生產實踐中出現(xiàn)的機率要小得多,但這也是一個不容忽視的原因。而且,其機理的復雜程度要比物理原因更甚。限于篇幅,本文不做詳細探討。
(2) 工藝方面。在混凝土拌和灌注過程中,容易混進一些空氣。混凝土拌和物的氣泡既不能自行逸出,也不會靠本身的重量將這些氣泡排出,所以后天的振搗是使混凝土獲得密實,排除氣泡的重要手段。振搗時骨料顆粒相互靠攏緊密,將空氣帶著一部分水泥漿擠到上部,氣泡借助震動力冒出來。振搗能否密實,氣泡能否排出和許多因素相關。
不同結構類型的混凝土要選用不同的振搗器,振搗器是種類不同,性能顯著不同。淺薄的結構,如橋面鋪裝層,一般用平板振搗器,深厚的結構物,如基礎墩臺,梁等要用插入式(也叫內震式) 振搗器,對于T形梁、箱梁和工字梁的腹板可配以附著式振搗器。
振搗時間與氣泡的排除有直接的關系。一般來講,振搗時間越長,力量越大,混凝土越密實。但時間過長,石子下沉,水泥漿上浮,發(fā)生分層、泌水、離析現(xiàn)象,使有害氣體集中于頂部,形成“松頂”。時間過短,骨料顆粒還沒有靠攏緊密,不能將水和多余的空氣排出,達不到密實的目的。對于流動性較大的混凝土,震動力不能過大,時間不宜過長;對于干硬性混凝土,則必須強力振搗。振實的標志是:在振搗過程中,當混凝土停止下沉,表面不在出現(xiàn)氣泡,就認為已經振實。
在一定條件下,延長振搗時間,可以提高振搗效果,但不能增加有效范圍。而有效范圍之內的氣泡才能在振搗過程中排出,所以要選擇合理的振搗半徑。提高振搗頻率,能有效提高震動范圍,而頻率過大時,振動范圍反而又減小。在通常情況下,插入式振搗器的振搗半徑是45～75 cm ,插入間距大都限制在60 cm 以下。如前所述,不同振搗方法,搗實的混凝土厚度不同。采用插入式振搗器時,分層厚度不應大于振搗棒長度的0. 8 倍,采用表面振搗器時,分層厚度不應大雨20 cm。振搗有效范圍還跟混凝土的稠度有關。一般震動波隨著四周距離的延長而減弱,對于干硬性混凝土和易性越差,震動能的衰減越大,有效距離越短,對于稀軟性混凝土則相反。
3 解決辦法
(1) 把好材料關,嚴格控制骨料大小和針片狀顆粒含量,備料時要認真篩選,剔除不合格材料。
(2) 選擇合理級配,使粗集料和細集料比率適中。
(3) 選擇適當?shù)乃冶?可以在實驗室內多做幾組,相互比較從中擇優(yōu)選用。在能保證混凝土強度的前提下,建議采用標號較低或者相關物理技術性能指標偏差小一些的水泥,以增大水泥用量。
(4) 努力降低實際生產與實驗之間的偏差。施工過程中要及時做好材料含水量檢測,應該做到每車集料都要過稱,如能采用電子計量效果更佳,采取質量比控制,并隨時調整現(xiàn)場配合比,使用水量和砂率不致發(fā)生較大偏差。
(5) 選用化學成分品質優(yōu)良的外摻劑和水泥。目前這方面的品牌很多,不能一概而論。進行化學分析當然是一種辦法,但對于實際生產,最簡便易行的辦法莫過于多做幾組試件,選取一種較好的用于生產。
(6) 高度重視混凝土的振搗。如前機理分析所述,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,插入式振搗器要快插慢拔。
(7) 模板應保持光潔,脫模劑要涂抹均勻但不宜涂的太多太厚。
