浅谈混凝土建筑墙体表面气泡的成因与防治措施 建筑结构失效主要有

  摘要:近年来由于建筑施工行业的繁荣,混凝土被大量运用于工程中。但混凝土表面出现气泡的现象屡屡发生,特别是墙体施工使用的大钢模板,气泡较多,因此已引起了大家的关注。作为建筑施工单位应注意哪些问题呢?本文以混凝土建筑墙体为例,针对表面气泡产生原因提出防治措施。
  中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:
  混凝土是现代城市建设中广泛使用的结构材料,但是伴随这类材料的生产研究与应用,混凝土结构的墙体表面气泡问题一直受到人们关注。现在施工单位大部分都采用商品混凝土,由于墙体表面的气泡,使得建设单位、施工单位及商品混凝土单位之间产生纠纷,因此其危害性极大,所以施工单位要加以重视,其危害主要表现为:1)由于混凝土墙体表面气泡较大,导致混凝土不密实,使得强度达不到设计要求,2)、由于混凝土墙体表面气泡较大,钢筋保护层减小,碳化程度加大,使得混凝土耐久性降低。因此我们要对混凝土的气泡加以防治。
  一、混凝土建筑墙体表面气泡的成因
  引起混凝土结构表面气泡的原因较多,也较复杂,但经过分析整理,在施工中产生气泡的最主要原因是由于材料、施工方法不当所造成的。
  1.原材料使用不当
  1.1根据骨料级配密实原理,在施工过程中,如果使用材料本身级配不合理,粗骨料偏多,细骨料较少,碎石材料中针片状颗料含量过多,以及在生产过程中实际使用砂率比试验室提供的砂率要小,此时细粒料不足以填充粗集料之间的空隙,导致集料不密实,形成产生气泡的自由空隙。
  1.2水泥的多少和水灰比的大小,也是导致气泡产生的重要原因。在试验室试配混凝土时,考虑水泥用量主要是针对强度而言,如果在能够满足混凝土强度的前提下,一定限度内增加水泥用量,减少水的用量,气泡会减少。但如果不减少水的用量,气泡数量是否减少不确定,同时也增加了混凝土的粘度,影响了搅拌混凝土时产生气泡的排出,而水量较多也使自由水较多易形成气泡。在水泥用量太少的混凝土拌合物中,由于水化反应耗费用水较少,使得薄膜结合水、自由水相对较多,就吸附于模板上,从而让气泡形成的几率增大,这就是用水量较大、水灰比较高的混凝土易产生气泡的原因所在。
  1.3掺合料也会直接影响气泡数量。当混凝土中水泥的含量可以保证混凝土的强度时,用掺合料代替部分水泥,可以改善混凝土的和易性,活性料还对强度有一些提高,适量的掺合料能改善混凝土的和易性,形成的胶合料能填塞骨料间的空隙,减少气泡的产生。但掺加过量的掺合料会导致混凝土的粘度增加,影响气泡的排出,故混凝土中掺合料较多是导致气泡产生的原因。
  1.4混凝土外加剂,现在大部分混凝土采用泵送,所以混凝土加入引气类型的减水剂,这样就在混凝土搅拌时产生大量微小的气泡,使得混凝土和易性和泵送性能大大加强,所以其掺量的多少也会影响混凝土表面的气泡。
  2.搅拌时间不合理
  搅拌时间短会导致搅拌不均匀,气泡产生的密集程度就不同。但搅拌时间过长又会使混凝土中带进的空气的气泡就更多。也使得混凝土表面会产生大量的气泡。
  3.温度变化的影响
  混凝土受水泥水化热作用、大气及周围温度等因素影响而冷热变化时,发生收缩和膨胀,能产生表面气泡。温度表面气泡区别其它表面气泡最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。其多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。这种表面气泡的产生通常无一定规律。
  4.施工方法不当
  《混凝土泵送技术规程》(GB/T10-95)中规定“混凝土浇注分层厚度,宜为300~500mm”但是在实际施工时,工人往往为了省事,浇注厚度大部分都偏高,由于气泡行程过长,即使振捣的时间达到要求,气泡也不能完全排出,这样也会造成混凝土结构表面气泡。
  振捣工艺不当。混凝土振捣不充分,混凝土里的气泡就没有时间排出。但如果过振,会使小气泡又出现破裂形成大气泡。由于设计断面尺寸比较小,截面变化处不容易振捣,气泡不易逸出。通常情况下, 插入式振捣器的有效半径为45~75厘米.插入间距一般控制在60cm以下.分层厚度不应大于振捣棒头长度的0.8倍。采用平板振捣器时,混凝土表面要全部振到,同时分层厚度不应大于20cm。振捣有效范围还与混凝土的稠度有关。一般振动波随着距离的增大而减弱.对于干硬性混凝土,振动能的衰减越大,有效振动距离越短.对于流动性大的混凝土则相反。振捣器插入的速度也影响气泡的排出。要求是“快插慢拔”,即插入速度要快.使上下部混凝土几乎同时受到振捣,拔出时则要慢,否则振捣棒的位置不易被混凝土填实.容易形成空隙,对于干硬性混凝土更要注意.慢拔则空隙在振捣过程中聚合填实,利于气泡外逸。 墙体内大型预留洞口底模未设排气孔,混凝土对称下料时产生气囊,特别是钢制模板封闭太严,表面排气困难。
  使用的脱模剂不合理。经常使用的脱模剂是废机油和废柴油,这种粘稠废机油和废柴油对气泡有较大的吸附性,便会吸附在模板上而形成于结构表面。还有其它的脱模剂,对混凝土产生的气泡仍然有吸附作用,施工时就很难随着振捣而上升排出。直接导致混凝土结构表面出现气泡。
  二、混凝土建筑墙体表面气泡的防治措施
  1.配合比方面的预防措施
  1.1尽量减小水灰比和控制外加剂中引气剂的含量,使混凝土中的含气量一般混凝土控制在4%以内。而水灰比越小,产生的气泡会越少。
  1.2在规范允许的条件下,尽量采用较大粒径级配连续的骨料配制混凝土,因为增大骨料粒径,可减少用水量而使混凝土的收缩和泌水随之减少。实践表明,采用较大粒径的骨料配制同样强度的混凝土,在水灰比相同的条件下水泥用量可减少40kg-50kg,用水量也会相应减少。石子规格可根据施工条件,尽量选用粒径较大、级配良好的石料,以减少水和水泥用量,使混凝土的收缩性和泌水性减小,同时使水泥的水化热减少,降低混凝土的升温。但骨料粒径增大以后,易引起混凝土的离析。
  1.3引气剂的质量对混凝土表面产生气泡的影响很大。对高标号、高性能混凝土我们一定要选用引气气泡小、分布均匀稳定的引气型外加剂。
  2.混凝土搅拌方面的预防措施
  严格控制加水量。加强计量控制,使用水量尽量按照配合比要求。
  严格控制搅拌时间。混凝土的不均匀搅拌会导致外加剂在混凝土中的不均匀分布,从而起不到外加剂的作用。
  3.工艺方面的预防措施
  减少温度对气泡产生的影响,但温度变化较大时,采取适当的保温措施。
  首先混凝土的运输浇筑必须满足施工要求,当炎热季节浇筑混凝土时,混凝土搅拌场站宜对砂石骨料采取遮阳、降温措施;当采用泵送混凝土施工时,混凝土的运输宜采用混凝土搅拌运输车,混凝土搅拌运输车的数量应满足混凝土连续浇筑的要求。
  混凝土的铺摊厚度应根据混凝土的和易性及所用振捣器的作用深度确定,泵送混凝土的铺摊厚度不大于500mm,非泵送混凝土的铺摊厚度不大于400mm。要严格控制振捣的时间,振捣要密实,做到不欠振、不过振、不漏振。需要分层次浇注时,在上层混凝土浇注前,应充分润湿已浇混凝土,并且将表面清理干净。
  采用木模作为墙体模板,木模严密性没有钢模好,气泡很容易排出。经过现场实验对比,采用木模的墙体比采用钢模的墙体产生的气泡较少。
  4.气泡的治理措施
  4.1采用与浇注混凝土同品种、同标号、同配比的水泥和粉煤灰修补的效果很好。在混凝土刚拆模时进行,用适当粘稠度的混合砂浆对蜂窝、麻面等小气泡进行修补,然后用拆下来的模板进行压实、抹面、打磨。通过这样的处理之后,基本看不出是修补过的。
  4.2当气泡较大时,应与建设单位、监理单位、设计单位根据具体情况协调处理。
  结束语
  在很多全现浇结构墙体工程的施工中,按照以上控制措施对混凝土原材料、模板、脱模剂的选择,混凝土粘稠度、和易性及其浇筑振捣等方面进行了严格控制,通过对结构工程的跟踪检查,证明有效控制了混凝土表面气泡的大小和间距,达到了很好的效果。
  参考文献
  1)《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009
  2)《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002
  3)《混凝土泵送施工技术规程》JGJ/T10-95
  4)《建筑技术》杂志.
  5)吴之昕等编著的《混凝土结构施工工艺标准》