混凝土原材料对仓面浮浆气泡的影响研究

混凝土原材料对仓面浮浆气泡的影响研究
发布时间：2021-07-06T16:58:55.200Z 来源：《基层建设》2021年第11期作者：梁光祥
[导读] 摘要：科技的进步，促进工程建设事业得到快速发展。

重庆昊扬实业有限公司重庆市 404160
摘要：科技的进步，促进工程建设事业得到快速发展。

某大型水电站混凝土生产所使用的原材料为中热42.5水泥、Ｉ级粉煤灰、人工骨料、高性能减水剂和引气剂。

在混凝土浇筑过程中，仓面一直伴随浮浆厚、气泡多、不易振出等异常现象。

针对此浮浆现象，从原材料方面进行了原因分析并提出解决方案。

本文就混凝土原材料对仓面浮浆气泡的影响展开探讨。

关键词：浮浆；气泡；混凝土原材料；机理；措施
引言
在建筑行业不断成熟、发展的背景下，涌现出了许多新型建筑材料，但混凝土因原材料易获得、使用成本低、综合性能好等特点，仍是现阶段较为常见的房建结构主体材料。

在应用混凝土时，基础组成材料的质量，不同材料的配合比及振捣方式、养护效果等，都会对混凝土结构产生影响。

从工程实践来看，混凝土墙体的裂缝、气泡等，是较为常见的病害。

其中，混凝土墙体表面气泡的存在，会直接影响观赏效果，须加以防治。

1气泡产生
仰斜式结构体与水平面通常呈锐角，模板反压混凝土，混凝土气泡是在施工过程中引入，为使得混凝土不断密实，需加强振捣，施工振捣是为了加快气泡的排出，但气泡在排出过程中同时受到模板阻力和混凝土自身的黏滞阻力的作用，特别是当气泡在上升过程中受到仰斜式模板的阻挡作用，阻力加强致使气泡不能顺利排出，贴在模板表面上，硬化后形成气泡。

2浮浆产生的原因分析
静止状态下混凝土集料受水泥浆的浮力作用漂浮在水泥浆中，当粘稠水泥浆的抗剪切强度大于混凝土集料的自重与其浮力（排开水泥浆的重量）之差，颗粒集料才不会下沉，相对应不会产生浮浆。

但振实作业时，水在混凝土拌合物中的高速运动，与骨料形成较大的相对运动，水的上浮速度过快，就会携带悬浮浆体中密度较小的固体颗粒至混凝土表面，形成浮浆。

浮浆中的主要成分为混凝土中较轻的水、粉煤灰（包括其中的碳物质）、少量水泥骨料中的细微粒及杂质漂浮物等。

当胶凝材料粘聚性不足时，在浇筑过程中，混凝土拌和物的保水性差，其胶结材料的抗剪强度不足，必然带来混凝土拌和物的泌水。

所以减少浮浆关键是增加混凝土的保水性和粘聚性，提高和易性，尽量减少泌水，这样会大大减少浮浆的产生。

（1）粉煤灰（开县白鹤电厂）对浮浆、气泡的影响。

粉煤灰颗粒密度比水泥小，尤其是Ｉ级粉煤灰，是由煅烧煤粉的锅炉烟气中收集到的细粉末，其颗粒多呈球状，表面光滑，细度较小，分散性好，在振动作用下产生滚珠效应，其质量相对较轻，颗粒中含有较多的多孔轻质颗粒，会比水泥优先进入浮浆，引起上浮，加剧浮浆的产生。

一般地，胶凝材料的用量可直接影响混凝土拌和物的泌水。

等级低、水胶比大的混凝土容易产生泌水及浮浆，目前浮浆过厚主要集中在C9025的混凝土。

因此，进行了C9025混凝土掺不同等级粉煤灰的室内比对试验，具体成果如表1、表2所示。

表1 试验用混凝土配合比表
表2 掺不同粉煤灰混凝土拌合物性能试验成果表
从以上试验成果看，采用相同配合比参数，不同等级粉煤灰的混凝土拌合物性能，除初始坍落度小于Ⅰ级粉煤灰外，Ⅱ级粉煤灰拌制出的混凝土和易性比Ⅰ级粉煤灰略好，且１ｈ坍落度损失及泌水率均小于Ⅰ级粉煤灰。

Ⅰ级粉煤灰泌水浮浆较Ⅱ级灰大的原因：（a）Ⅰ级灰的密度比ＩＩ级灰小，细度较小，颗粒较轻，容易上浮。

（b）Ⅰ级灰的颗粒形态呈滚珠状，流动性和分散性好，容易进入浮浆，而Ⅱ级灰颗粒级配较粗，分散性差。

（c）Ⅱ级灰生产中经过磨细加工，粒形为多棱角状，吸附性好，与水和外加剂能充分融合形成胶凝絮凝团，下沉的趋势比单个粉煤灰颗粒大得多，不容易上浮，不易产生泌水和浮浆。

同时试拌发现，Ⅱ级灰拌制成的气泡明显少于Ⅰ级灰，可能与脱硝粉煤灰中含有铵盐有关。

Ⅰ级灰中因脱硝含有铵盐，Ⅱ级灰不含铵盐。

随着混凝土的凝结硬化，水泥水化产生碱，与粉煤灰中残留的铵盐发生反应生成氨气，经过振捣在混凝土表面形成气泡，为了排出气泡加大振捣，容易产生泌浆。

（2）外加剂（重庆紫光合盛）对浮浆、气泡的影响。

外加剂与胶凝材料的适应性好才能保证混凝土拌合物有优良的和易性。

聚羧酸减水剂往往会引入一些气泡，在生产过程中往往会保留一些降低表面张力的表面活性成分，在拌制混凝土时会引入大量的微小气泡，这些气泡很不稳定，部分会消失，但部分经过振捣作用聚集成大气泡，对混凝土产生不利影响。

室内通过净浆流动度损失来对比不同高性能减水剂与原材料的适应性，并进行混凝土拌合物性能试验及坍落度损失试验，具体试验成果见表3。

表3 不同高性能减水剂与胶凝材料适应性试验成果表
根据以上试验成果及以往资料看，两家减水剂均反映出掺Ⅱ级灰较Ｉ级灰的适应性略好；A厂家高性能减水剂与胶凝材料适应性较Ｂ厂家差，其掺量对用水量敏感度较高，混凝土拌合物表面气泡较多。

尤其目前砂石含水率波动较大，极易造成减水剂掺量过掺，易出现混凝土离析现象，混凝土中浆体包裹粗骨料粘聚性变差，经振捣后极易与粗骨料分离，造成泌水浮浆。

所以，需调整减水剂配方，增加保水、
增粘、消泡成分，以满足现场对混凝土和易性的要求。

3结构混凝土墙体表面已有气泡的处理
气泡影响混凝土外观，个别气泡一般不必处理，局部较多或大面积出现气泡应处理，且拆模后要尽早处理，将产生气泡部位刷毛或凿毛，用水清洗湿润，用相同或高于结构物混凝土强度等级的水泥砂浆填补并压实，采取覆盖养护措施，防止水流冲刷。

对平面和曲面部位可在混凝土浇筑完6h后拆模处理气泡，其处理效果较好，但拆模时要避免扰动已浇混凝土。

浇筑过程中应安排专业人员负责检查，进行敲打，排出混凝土中的气泡，从而使混凝土结构构件外形符合设计和建设标准，其他性能符合安全要求。

用砂浆重新填补气泡坑洞并抹平墙面后，也要注意做好新墙面养护工作，保证新涂刷的修补砂浆与原来的混凝土墙面完全贴合。

另外，随着近年来环保意识的增强，清水混凝土的使用变得越来越普遍。

由于清水混凝土不加任何装饰，因此墙体表面气泡会更加明显，对气泡病害的处理也要引起重视，以提升建设整体美观度。

结语
根据上文案例得出建议：（1）外加剂厂家针对现场原材料的品质特性需有相应的应对措施，根据现场材料的变动和季节的变换及时进行调配，保证其适应性，以满足现场混凝土质量要求。

（2）根据现场原材料情况，粉煤灰掺量可适当调整，不宜超过25%。

进一步研究不同等级粉煤灰对现场浮浆气泡的影响。

（3）建议改进骨料粒形和级配，特别是粗骨料超逊径，尽量保证组合连续级配曲线整体顺滑。

（4）保证混凝土和易性的情况下，为满足现场泵送施工，建议砼拌和物坍落度按160～180mm控制，不宜太大，避免离析造成骨料分离，从而产生泌水浮浆。

（5）加强对混凝土拌合站的管理，原材料试验必须合格；（6）到场浇筑前进行二次搅拌，控制卸料高度或加设串筒溜槽等；（7）由有经验的人员进行振捣，严格按方案施工
参考文献：
［1］李根，杨昌容，赵翼，等，混凝土浮浆产生机理及原因分析［J］．四川建材，2019，44（12）：22．［2］洪根，陆海梅，徐海源．外加剂对混凝土气泡质量的影响研究［J］．广东建材，2019，45（1）：23-24．。