混凝土结构表面气泡的防治

Abstract :Combining practical projects ,authors analyze creation reasons and mechanisms of bubbles on surfaces of high2grade strength concrete ,and provide some measures to reduce the bubble amount . Key words :concrete ;bubble ; reason ; measure
MRT24
87 0143 0141 41
180～200 384 668 1 044 167 20172 MRT24 UEA 膨胀剂 95 0137 0135 39
180～200 331 731 1 052 171 15164 MRT24 UEA 膨胀剂 82 0143 0140 41
180～200 439 657 1 072 174 20196
70
施工技术
第 34 卷
减少又可以减少自由水形成的气泡 。但如果不减少用 水量 ,气泡是否减少不确定 ,因为此类混凝土中水化反 应耗费用水较少 ,使得薄膜结合水 、自由水相对较多 , 从而让水泡形成的机率在增大 。再者掺合料的多少也 会影响气泡数量的增减 ,当混凝土中水泥的含量可以 保证混凝土的强度时 ,可用掺合料代替部分水泥 ,适量 的掺合料能改善混凝土的和易性同时降低造价 ,形成 的胶结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太多 ,影响 气泡的排出 ,故商品混凝土中掺合料较多是导致气泡 产生的原因 。最后 ,某些混凝土外掺剂以及水泥自身 的化学成分 ,也是导致气泡产生的原因 。引气剂 、减水 剂之类的外加剂许多是通过产生一些稳定的或不稳定 的气泡来改善混凝土的可施工性 ,它们为施工带来便 利的同时也会使这些气泡汇聚到混凝土表面 ,特别是 减水剂对表面气泡的产生影响较大 ,试验结果表明 ,减 水剂 ZB21A 掺量 017 %的混凝土表面气泡数量是不掺 减水剂的混凝土的 315 倍[1] ,而且掺量越大影响越明 显。 312 工艺方面
结合经验 ,通过对上述各种情况的对比与试验验
(12) 冬季施工后混凝土配合比用水量较大 ,水灰
证 ,最终认为产生气泡的原因很多 ,但在施工中最主要 比相对 较 高 , 更 换 配 合 比 后 用 水 量 由 175kg 减 小 到
是由于材料 、工艺不当和施工环境不适所造成 , 具体 166kg ,水灰比由 0136 减小到 0134 ,气泡明显减少 。
况下还更 换 了 混 凝 土 搅 拌 站 以 对 配 合 比 进 行 彻 底 调
(11) 骨料级配不合理 ,粗集料过多 ,细粒料偏少 ,
整 ,从而使气泡有了较大幅度的减少 。混凝土配合比 针片状颗粒含量过多 。本例采取了增大砂率(36 % →
变化调整情况具体如表 2 所示 。
3815 %) 的办法改善了气泡多的状况 。
69
气泡产生的时间段上看
表 2 混凝土配合比统计
主要 为 3 个 阶 段 : ①地 下部分 C40 、C50 抗渗混 凝土 中 掺 加 引 气 减 水 剂 ,此时为冬季施工阶 段 ,采用竹木胶合模板 , 水质脱模剂 。初步分析 认为此时的表面气泡是
等级
C50 C40S16 C50S16 C40S16
混凝土的粘滞阻力仍很大 ,振捣时间不足时气泡不易 过程中实际使用砂率比试验室提供的砂率小 ,此时粗
被带出 。
骨料间会形成大的空隙 ,细粒料不足以填充粗骨料之
(4) 冬季施工期间为防止混凝土达到临界强度之 前受冻 ,要让混凝土早强 ,这样替代料 ( 可以改善和易 性) 不能掺量太多 ,水泥用量相对较多 ,所以混凝土较 夏季更粘 ,对气泡排除更加不利 。
施后的实施效果等因素 ,现场组织了多次专题会议对 气泡产生原因进行分析 、研究 。本工程基础及 9 层以
下的墙柱采用高等级混凝土 ,较严重的气泡现象也主
要发生在这一区域 。从气泡的分布特点上看气泡主要
产生在墙体上 ,而梁板上很少 ,对同一构件是上部较多 下部少 ,说明气泡的产生与构件的厚度有关 ,同时也与 振捣时间 、浇筑厚度等有关 。结合考虑材料的原因从
在混凝土的成型过程中 ,由于材料 、工艺及环境条 件等多方面的原因往往会导致混凝土表面产生一些大 的气泡 ,特别是高等级混凝土更易形成气泡 。少量的 气泡不会对构件或建筑物产生大的影响 ,但太多的气 泡将会带来一系列的问题 : ①表面气泡的存在会影响 构件美观 ; ②表面气泡对混凝土的耐久性也产生一定 的影响 ,由于气泡直接嵌入结构体 ,所以将减小混凝土 保护层厚度 ,给钢筋锈蚀留下隐患 ; ③气泡会直接减小 构件的有效截面 ,给构件的受力带来不利影响 ,另外施 工时要对气泡进行二次处理 ,费工费料 。本文针对性 地提出了一些避免气泡产生的方法 。 1 工程概况
C50 C50S16
C50
坍落度Πmm 水泥 砂
材料用量Π( kgΠm3 )
Байду номын сангаас
水灰比水胶比 砂率Π
石 水 外加剂 外加剂名称 掺合料
%
200～220 390 682 1 068 160 16. 80
MRT24
90 0. 37 0. 35 39
200～220 329 711 1 022 169 15170
(5) 标准层施工用脱模剂为油性 ,粘度很大 ,施工 中又涂刷不均 ,太厚 ,影响气泡上升 ,限制了表面气泡 的排出 ,而用竹胶板水质脱模剂时气泡相对较少 。
(6) 钢制模板封闭太严 ,表面排气困难 。 (7) 操作工人振捣时间不足( 此类混凝土的振捣时 间应比普通混凝土长) ,未按操作规程进行 。 (8) 一次浇筑厚度太大 ,致使振捣效果不好 ,气泡
WAN G Feng2qi1 ,ZHOU Zhan2xue2 ,WAN G Hai2zhen2
(11 Hebei North University , Xuanhua , Hebei 075131 , China ; 21 Hebei Institute of Architecture & Civil Engineering , Zhangjiakou , Hebei 075000 , China)
归纳为以下主要几种 :
3 机理分析
(1) 高等级混凝土水泥用量多 ,水灰比 ( 水胶比) 小 311 材料方面
(0136) ,混凝土坍落度小 ,较粘 ,气泡不易排出 。
对气泡形成的原因这里主要分析物理原因 ,化学
(2) 与某些外掺剂以及水泥自身的化学成分有关 ; 原因产生的气泡在工程实践中出现的机率较少 , 且原
强了对混凝土浇筑振捣
更难于排出 ;对于高等级混凝土的浇筑厚度要严格控
工艺的监控 ,结果表明气泡减少了 。 ②首层墙柱 C50 制 ,应比普通等级混凝土浇筑厚度要小 。
普通混凝土 ,施工时期为解除冬季施工后 ,采用竹木胶
(9) 商品混凝土运送道路较远 ,混凝土坍落度损失
合模板 ,此时的混凝土配合比中粉煤灰增加较多 ,水灰 很快 ,到现场时已很粘 ,影响气泡的排除 。
[ 收稿日期] 2004211225 [ 作者简介] 王凤岐 (1969 —) ,男 ,河北尚义人 ,河北北方学院讲 师 ,河北 省 宣 化 县 沙 岭 子 河 北 北 方 学 院 南 校 区 牧 工 系 办 075131 ,电话 : (0313) 5030151
2005 No. 4
王凤岐等 :混凝土结构表面气泡的防治
200～220 408 587 1 044 175 14100 泵送剂 FAC27 112 0136 0134 36
因和振捣时间不足引起 的 ,在后续的施工中加
C50 (更换后) 180 ±20 442 668 1 067 166 14114
J G22
72 0134 0134 3815
注 :原搅拌站采用密云碎卵石 、中砂 ,粉煤灰 ,盾石牌 P·O4215R 水泥 ;更换搅拌站后采用兴发拉法基 P· O4215R 水泥 ,其它材料与原搅拌站相同
某商业写字楼工程 ,结构形式为高层钢筋混凝土 框架剪力墙结构 ,地下 2 层 ,地上 18 层 ,建筑檐口高度 为 6616m。地 下 室 外 墙 厚 400mm , 混 凝 土 等 级 为 C45S16 、C50S16 抗 渗 混 凝 土 , 首 层 柱 截 面 为 850mm × 850mm ,地上 1～6 层墙柱混凝土等级为 C50 ,标准层采 用钢质大模板施工 ,混凝土均为泵送商品混凝土 。
间的空隙 ,导致骨料不密实 , 形成产生气泡的自由空 隙 。另外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 。在试验室做混凝土试配时 , 主要是 针对强度考虑水泥用量 ,在能保证强度的前提下 ,对于 高等级混 凝 土 应 尽 量 减 少 水 泥 量 以 降 低 混 凝 土 的 粘 度 ,同时水灰比也要小 ,因为当自由水存在于混凝土中 时 ,水分蒸发后便形成气泡 ;而对于低等级混凝土可适 当增加水泥用量 ,减少水的用量 ,这样气泡会减少 ,因 为低等级混凝土计算水泥用量较少 ,不会造成混凝土 粘度很大不便施工的现象 ,多增加的水泥浆可以填塞 因集料级配不合理或者其它因素导致的空隙 ,而水的
施工中为了改善混凝土的可泵性 ,加入引气减水剂 ,产 因较复杂 ,限于篇幅在此不再探讨 。
生大量气泡来增大混凝土流动性 ,由于引气剂掺量较
骨料级配不合理会直接导致气泡产生 。根据骨料
大 ,产生的气泡较多 ,在振捣作用下易汇聚为大气泡 。 级配密实原理 ,在施工过程中 ,如果砂石料本身级配不
(3) 由于水泥用量大 ,即使掺加了引气减水剂 ,但 合理 ,或碎石材料中针片状颗料含量过多 ,以及在生产
工程于 2002 年 9 月开工 ,在结构施工过程中 ,3 次 出现了较严重的表面气泡现象 ,分别是地下二层墙体 混凝土冬季施工阶段 、首层墙体施工阶段和标准层墙 体施工阶段 。现场只统计直径大于 4mm 的气泡 ,实测
最大气泡直径有 215cm ,深度有 210cm ,而且数量很多 ,
分布不均匀 ,具体情况如表 1 所示 。
施 工 技 术
2005 年 4 月
68
CONSTRUCTION TECHNOLOGY
第 34 卷 第 4 期
混凝土结构表面气泡的防治
王凤岐1 ,周占学2 ,王海珍1
(11 河北北方学院 ,河北 宣化 075131 ;21 河北建筑工程学院 ,河北 张家口 075000)
[ 摘要] 结合工程实例分析了高等级混凝土表面气泡产生的原因 、机理 ,并提出了一些减少气泡的有效措施 。
[ 关键词] 混凝土 ;气泡 ;原因 ;措施
[ 中图分类号] TU75517
[ 文献标识码] A [ 文章编号] 100228498 (2005) 0420068203
Prevention and Cure of Bubbles on Surfaces of Concrete Structures
MRT24
85 0137 0136 38
200～220 394 672 1 050 167 20172 MRT24 UEA 膨胀剂 95 0137 0135 39
200～220 405 613 1 045 172 14180 泵送剂 FAC27 115 0136 0133 37
由于混凝土掺外加剂原
C50
比较大 。 ③标准层 C50 普通混凝土 ,施工时期为解除
(10) 冬季施工后施工时添加了太多的掺合料 ,将
冬季施工后 ,采用钢质大模板 ,油性脱模剂 ,此时水灰 导致混凝土粘滞阻力增大 ,气泡不易排除 ;本例中更换
比大 ,砂率相对小 。另外 ,在气泡消除效果不明显的情 的配合比降低了掺合料用量 ,明显减少了气泡 。
实测区 域编号
1 2 3
表 1 气泡情况统计
区域面积Π 直径Π 深度Π
(cm ×cm)
mm
cm
70 ×70
>4
210
70 ×80
6～20 115
100 ×100
>4
210
数量Π 最大直径Π
个
cm
100
115
80
210
120
215
2 原因分析 根据几次气泡产生的部位 、施工操作方法 、施工环
境 、材料用料情况 、气泡的分布特点及相应采取改进措