T型预制梁混凝土表面气泡成因及改善措施

T型预制梁混凝土表面气泡成因及改善措施
目录
引言 (1)
1 .混凝土原材料及配合比 (2)
2 .气泡多的原因分析 (2)
2.1.河砂无级配属区 (2)
2.2.碎石的级配不良 (2)
2.3.混凝土中含有铁盐 (3)
2.4. 减水剂的含气量较高 (3)
2.5. 钢模板表面不光滑 (3)
2.6. 6.附着式振捣器数量不足，位置设置不合理 (3)
2.7.混凝土流动度过小 (4)
3 .混凝土中氨的危害 (4)
4 .改善措施 (4)
4.1.调整砂的细度模数和颗粒级配 (4)
4.2.掺入5~10mm的碎石袁改善碎石的级配 (5)
4.3.使用不含锈盐的混凝土 (5)
4.4.降低减水剂含气量袁加入消泡剂 (6)
4.5.重新打磨模板表面袁使用消泡脱模剂 (6)
4. 6.增加附着式振捣器数量并优化布置 (6)
5. 7.调整混凝土坍落度 (6)
6. 结语 (7)
引言
T型预制梁是一种常见梁式桥的上部主要结构，T型预制梁品质的好坏直接影响着整个桥梁的使用寿命，混凝土表面过多的气泡直接导致T型预制梁的强度和耐久性下降，甚至可能造成严重的质量问题。

由于混凝土是一种由液相、固相、气相组成的多相材料，其本身含有气泡，因此，如何能将混凝土生产过程中产生的气泡顺利排出，成为当今T型预制梁预制控制的难点之一。

本文以福建某建筑工地在T型预制梁预制初期混凝土表面出现较多气泡为例，通
过分析气泡成因并采取相应的改进措施，大大减少了混凝土表面气泡的数量，提升了T型预制梁的表面质量，为后续类似的T型预制梁预制提供借鉴。

1.混凝土原材料及配合比
混凝土强度等级为C45,初始坍落度120~160mm,具体配合比如表1所
zj∖O
«1混量土配合比
配合比木匏*石，的M尔M砂木灰比
Π1t1∕,k9βπι♦356162€2611β389SJS
3S 3.3的活/♦比1044 1.761270.250X)1(1
2.气泡多的原因分析
2.1.河砂无级配属区
河砂的筛分结果如表2所示。

袤2河砂的除分缙果
公律“怜E 方孔棒作入边KXi-
123-*Hf11计算余/%-
枪■结瞿
M信模K
5.000 4.750-100-10(Mo2
2.S∞ 2.365-350-25O-IS8
1250 1.183S-6S10-&00*2521
3Q -
0.6300.6071-8541-7016-4078
OJIS0.3080-9S70-92SS-8599不，i⅛⅛5
0.1600.1590-10090-10090IOO99
由表2可知，该河砂细度模数偏大，不属级配区（重要工程的混凝土用砂通常选用细度模数为2.6〜2.9的中砂，级配区属于2区），0.3Omm以下筛余为1%。

使用河砂拌制混凝土，混凝土的保水性能差，混凝土包裹性不良，容易出现泌水、离析等问题，从而导致混凝土气泡增多。

2.2.碎石的级配不良
碎石的筛分结果如表3所示。

表3碎石的第分结果
方孔那济孔i⅛KAnm
5-16mm
累计筛余/%
5-20Em器”
筹余佻
Io-IGmm累计/
余7%
实测累计
筛余/%
26.50—O——
19.00O“10—O
16.000-10—O15O
9.5030-6040-8080-10092
4.7585∙1OO90-10095-100100
Z3695-10095-100一荒⅛⅞
由表3可知，该碎石属于10〜16.0mm单粒级，不属于连续粒级，且粒径
全部集中在9.5~16.0mm0该类碎石的空隙率较大，总表面积增加，导致混凝土不密实，这也造成了采用此类级配不良的碎石拌制混凝土时，为了填充混凝土
中的空隙需要胶凝材料总量和用水量，使得混凝土和易性较差，易离析，捣固
不易密实，从而导致混凝土气泡增多。

2.3.混凝土中含有铁盐
在混凝土现场浇筑时，时常会闻到一些刺激性气味，这是由于使用的混凝土含有镂盐，如NH4HC03和（NH4）2SO4,这两种物质溶于水，在水泥等碱性环境下产生刺鼻的气味（NH3）。

用含镂盐的混凝土拌制混凝土也会产生NH3,如果气体不能完全释放并排出，混凝土硬化后表面将有大量的气泡眼，甚至影响混凝土强度，并且钱盐的存在进一步提高了混凝土的碱度，增加了混凝土的总碱量，提高了混凝土发生碱活性破坏的概率。

需要注意的是，该类混凝土在进场时必须予以严格控制。

2.4.减水剂的含气量较高
减水剂作为混凝土的组成材料之一，对混凝土的拌和物性能、物理性能和耐久性能有着重要的影响，目前最常用的混凝土减水剂为聚痰酸系高性能减水剂，从本身的成分上来讲，在未掺入引气成分的前提下，其能使混凝土产生较高的含气量。

经检测，现场使用聚竣酸系高性能减水剂的含气量为3.6%,虽然符合《混凝土外加剂》（GB8076-2008）规定含气量臆6.0%的技术指标，但经大量的试验可知，细小的、均匀的气泡可以有效提高混凝土的抗渗性能和抗冻性能，但是随着混凝土含气量的提高，混凝土的强度也会大大降低，并且随着气泡的引入，振捣过程中容易形成较大的气孔，可直接导致混凝土表面产生缺陷。

2.5.钢模板表面不光滑
钢模板的内壁表面质量是影响混凝土表面的直接因素，由于钢模板的密封性较好，混凝土气泡排出只能通过振捣，先从混凝土内部往外排，然后沿两侧模板内壁逐步往上排，特别是当使用的模板是旧钢模板时，必须要格外关注模板的内壁表面，若该模板表面较粗糙，则会大大增加气泡从底部模板侧壁往上排的阻力，气泡无法顺利排出，导致混凝土表面出现较多气泡。

2.6.附着式振捣器数量不足，位置设置不合理
本项目T型预制梁长度为30m,预制T型预制梁采用附着式振捣器和插入式振捣器振捣相结合，以附着式振捣器为主，插入式振捣器为辅的振捣工艺。

附
着式振捣器固定的法兰盘在梁体两侧模板，每侧1〜2个法兰对称布置，高度
距底模顶面约70cm,呈“一字形”排列。

相邻两个附着式振捣器间距约有2.5m,
超过了附着式振捣器的作用范围且两侧对称布置，同时开启时振动力会互相抵消，降低了振捣效果，导致混凝土排出气泡效果不佳。

2.7.混凝土流动度过小
τ型预制梁横截面尺寸为变截面，其截面形式为自上而下先大后小再大。

由于T型预制梁底部钢筋布排密集，底部混凝土只能依靠附着式振捣器振捣，
如果混凝土流动性过小，采用附着式振捣器就很难将底部混凝土振捣密实。

脱
模后，变截面马蹄处会存在大量的气泡，甚至出现蜂窝、麻面的现象，严重影
响T型预制梁品质。

3.混凝土中氨的危害
燃煤电厂氨法脱硫脱硝工艺的逐渐推广应用，使混凝土中残留了大量的氨氮副产物，而混凝土是建筑施工中混凝土的重要成分。

在混凝土搅拌过程中，由于碱性条件和大量热量的存在，混凝土中铉盐发生分解，释放出氨气，会对现场施工人员造成人身伤害。

同时，混凝土中残存的氨缓慢释放，会造成混凝土发泡现象的产生，给建筑物造成巨大的安全隐患。

因此，在混凝土使用前对其进行氨含量/钱离子含量的检测具有十分重要的意义。

随着电力工业的发展，燃煤电厂的混凝土排放量逐年增加，成为我国当前排量较大的工业废渣之一。

大量的混凝土不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。

但混凝土可资源化利用，如作为混凝土的掺合料等。

4.改善措施
4.1.调整砂的细度模数和颗粒级配
随着河砂资源的枯竭，天然级配良好的中砂在工程中已经较少应用，目前的中砂多采用粗砂和细砂通过合理的比例进行调配而成。

为了获得级配良好的中砂，本工程对所采用的细砂和粗砂进行组合筛分，结果如表4、表5所示。

表4指砂的篇分结果
5.00 4.75*100-100-10O
2.50 2.365-350-250-151
U511835-65YO-SO O-2S2
18 —0.630.6071-8S41-7016409
0.31S03080-9S70-9255-8S70论密§0160.1590-10090-1009010097
衰5在相砂中修入25%竭砂后砂的一分结果
方孔府I1H1必乂标m-
（EHf1攵）&-宴测ICitIe余黑- 123
S.0∞ 4.750-100-100-102
2.500 2.365-350-250-156
1.250 1.1135-6$IO-SO0-2S17
06300.6071-es41-7016-4060*
0.3150.3080-9570-92SSftS90沦SrS
0.1600.1590-10090-10090-10097
通过筛分试验，在原粗砂中掺入25%的细砂，使混合后砂的细度模数为2.7,级配区属于2区，改善了砂的级配，减少砂子因级配不良造成的空隙，同时细料的引入，提高了砂的保水性能，从而使混凝土和易性更好，更易振捣密实，从而减少混凝土气泡数量。

4.2.掺入5~10mm的碎石袁改善碎石的级配
由表3可知，本工程所用的碎石为单粒级碎石，其空隙率较大，直接导致混凝土所需要的浆体用量增加，增加产生大量气泡的风险。

对此，通过引入
5~10mm的碎石，调整碎石的级配，使其形成连续级配，降低混凝土的浆体用量，以此降低碎石的孔隙率，提升混凝土的表面性能。

试验表明，本工程所用的单粒级碎石中掺入30%的5~10mm碎石，可有效改善其级配，具体筛分结果如表6所不。

表6推入30%的57OmE碎石后的蹄分结果
方孔明
IZ1KAnm
6πwτι
累计涛余国
5-20πιn军计
神童/%
10-16rτvnIKiI
稀余/% 叫余伙
26.50—O—O
19.00O O-IO—O
16000-10—0-1516
9.5030-6040-8080-10068
4.7585-10090-10095~10094
2.3695-10095-100—工防后
由表6可知，掺入30%的5~10mm碎石，能够使原来10~16mm单粒级碎石变成5~20mm连续粒级碎石，减少碎石因级配不良造成的空隙，使混凝土更易振捣密实，从而减少混凝土气泡数量。

4.3.使用不含铁盐的混凝土
更换混凝土,使用不含钱盐的混凝土,同时对进场的混凝土执行车检制度，可
取少量现场混凝土放入烧杯中，并加入一定量的水和少量的氢氧化钠进行充分搅拌，直至闻到刺鼻的气味（NH3）,便可以判定现场的混凝土中含有钱盐，这可避免由于混凝土含镀盐而导致混凝土生产过程产生更多的气泡，从而造成混凝土表面气泡增多的现象。

4.4.降低减水剂含气量袁加入消泡剂
要求减水剂厂家调整减水剂配方，使减水剂的含气量控制在3%以下，同时在减水剂中掺入消泡剂，可通过试验室试拌并模拟现场的振捣方式成型试块，确定消泡剂的掺量。

4. 5.重新打磨模板表面袁使用消泡脱模剂
对钢模板重新进行打磨，特别是表面粗糙的部分，使用消泡脱模剂加新机油代替废机油脱模剂。

4.6.增加附着式振捣器数量并优化布置
增加附着式振捣器的数量，相邻的附着式振捣器间距控制在1.6m以内，成“品字形”排列，且梁体两侧的附着式振捣器应交错布置，以免两侧振动力相互抵消，影响振动效果。

4.7.调整混凝土坍落度
经过试验对比发现，在水胶比、砂率、振捣方式和振捣时间相同的条件下，混凝土坍落度对混凝土表面气泡数量多少也产生一定的影响。

坍落度与气泡的关系如表7所示。

表7蛔落度与气泡的关系
混承I坍落甩An m 气泡数最
120-140多
140160较多
IGO-I80比收多
180-200少
200220
由表7可知，在水胶比、砂率、振捣方式和振捣时间相同的条件下，混凝土坍落度在18Omm以上，混凝土表面气泡最少。

这是由于在相同的振捣方式
和振捣时间下，混凝土坍落度越大，越容易振捣密实，同时混凝土稠度就越
低，振捣时气泡从下往上排的阻力就越小，从而混凝土表面气泡数量越少。

5.结语
本文从混凝土的原材料、模板、施工工艺等方面探究预制T型预制梁混凝土表面气泡多的原因，通过优化集料级配、使用不含铉盐混凝土，使用含气量低的减水剂、使用消泡脱模剂代替普通脱模剂、优化振捣工艺和控制混凝土坍落度等改善措施，T型预制梁混凝土的表面气泡数量有了明显的改善，为今后解决混凝土表面气泡提供了重要参考价值。