(新)混凝土表面气孔形成原因分析

混凝土表面气孔形成原因分析

作者：刘保瑞

摘要：本文从混凝土施工过程中经常遇见的结构表面气孔现象着手进行具体分析，综合施工和现场条件等外部影响因素，同时结合混凝土组分材料中砂、石、外加剂等可能产生影响的材料自身因素来探讨混凝土表面常出现气孔的原因，并相应给出控制措施建议。

关键词：混凝土表面气孔；振捣工艺；混凝土拌合物；混凝土硬化；现场养护

前言

当前建筑结构实体在安全、适用、经济、美观等方面都有着越来越高的要求，很多工程对一次性成型的混凝土结构已经不仅仅着眼于结构安全和质量保障方面，在混凝土成型结构实体的外观方面也要求甚高，大量的镜面混凝土、清水混凝土都应用到了工程中。然而，由于现场施工技术条件以及原材料品质的波动影响，常常会出现比较明显的混凝土表面气孔现象。针对这一现象，本人结合工程现场积累的经验和试验研究进行原因分析，发现引起混凝土外观气孔过多的因素有很多：如外加剂与水泥匹配性、砂石的级配质量、施工时振捣工艺、浇筑坯层厚度、模板质量、现场养护条件、脱模剂使用等等。从总体来说现场气孔问题的影响因素无外乎两方面，一是现场施工技术环境，二是现场材料的综合性能。下面就各项因素进行具体分析。

1砂、石等地材因素的影响

混凝土含气量过高时会有气孔现象出现。而砂、石的级配、模数、粒径等技术指标不能符合混凝土性能要求时不仅会影响到混凝土硬化后的强度，更会影响混凝土拌和物的流动性、和易性等性能，同时还会影响到本身骨料在拌和物中的含气量。这些都是与混凝土硬化后的表观质量有着密切联系的影响因素。从理论上讲，砂石的级配和粒形对混凝土拌合物的和易性影响很大，级配和粒形好的砂石有利于改善混凝土拌合物的和易性。一般要求砂的细度模数宜控制在2.6以上。细度模数小于2.5时，拌制的混凝土拌和物显得太粘稠，施工中难于振捣，且由于砂细，在满足相同和易性要求时，会增大水泥用量。这样不仅增加了成本，而且影响混凝土的技术性能，如混凝土的耐久性、收缩裂缝等。砂也不宜太粗，细度模数大于3.3时，容易引起新拌混凝土在运输浇筑过程中离析及保水性差，从而影响混凝土的内在质量与外观质量。另外当砂石中的含泥量和泥块含量，含泥量大将会影响混凝土的颜色。在工程现场进行的试验室留样对比发现，抽检砂石的级配合模数不合理情况下含气量检测值往往偏高，拌合出来的混凝土成型后存在气孔现象较几率较大。因此砂、石等地材的品质是影响混凝土拌合物性能并导致产生表面气孔的一个重要因素，在工程施工选料和配合设计时应引起重视。

2外加剂的影响

外加剂种类很多，其掺量虽少，但对改善混凝土的性能起着关键作用。当前工程现场常使用的外加剂主要是减水剂和膨胀剂两类。其中以泵送混凝土中使用的减水剂使用较多。下面从两个方面分析其影响。

（1）外加剂减水性能对混凝土的性能质量的影响。

外加剂的品质对混凝土拌合物的和易性、坍落度影响非常明显。效果不好的情况下会出现泌水、离析和坍落度损失的现象。若减水效果不好时，会产生因游离水较多引起的气孔。尤其是泵送混凝土，要求混凝土具有良好的和易性、流动性。其坍落度一般要求在80-180mm 左右，另外由于输送泵管径的限制，混凝土骨料粒径一般在10-30mm之间，因此泵送混凝土较非泵送混凝土每立方米要多用水25Kg左右。这些水分在混凝土中以游离的小水珠形式存在，蒸发后在混凝土内留下许多毛细孔，在施工振捣的过程中，一部分游离水在振动力的影

响下移动到模板与混凝土的接触面处，在拆模后即可见随着这些水分的挥发形成的一个个小孔。另外由于胶结料偏多、砂率偏大、用水量太小、外加剂中有不合理的增稠组分等，也会导致新拌混凝土过于黏稠，使混凝土在搅拌时就会裹人大量气泡，即使振捣合理，气泡在黏稠的混凝土中排出也十分困难，从而导致硬化混凝土结构表面出现气孔及蜂窝麻面。因此能否合理使用外加剂、准确把握施工用水量对于因游离水导致的混凝土外观气孔现象的影响是比较大的。

（2）外加剂与水泥匹配性影响

在工程中经常能发现水泥和外加剂不适应的现象，而且这种现象比较普遍，通常都是经过调整材料组分、控制水泥细度和颗粒级配或者是更换品种等方式来解决不适应问题。水泥和外加剂不适应时通常比较容易出现流动性差、坍落度损失较大、离析和泌水甚至直接产生气孔现象。当混凝土和易性较差，常常伴有离析、泌水现象。施工现场为了防止混凝土分层，混凝土入模后不敢充分振捣，大量的气泡排不出来，会导致硬化混凝土结构表面出现气孔麻面。同时也存在一些水泥厂为了增大水泥细度，提高水泥早期强度，又考虑节约电能，往往在磨粉时加人一些助磨剂，例如木钙、二乙二醇、三乙醇胺等物质，而其中一些助磨剂有引气性，而且引入的气泡不均匀且偏大，这种情况也会造成混凝土表面出现气孔麻面。

3施工等外部影响因素

主要外部原因有施工时振捣工艺、泵送操作、筑坯层厚度、模板质量、现场养护条件、脱模剂使用等。

（1）施工振捣的因素。振捣过程中，当水珠移到模板边时如继续振捣，这些水珠在振动力的作用下会游离变小或上升至顶表面；如这时停止振捣，则水珠会附着在模板面，模板拆除后，水分挥发即形成可见的一个个气孔。

（2）混凝土泵送操作中经常会有各种原因发生堵管现象，操作人员常常认为混凝土加稀就不易堵管，因此施工中会有擅自加大水的用量的情况。其实这样操作不仅造成骨料离析更容易产生堵管，而且降低混凝土的强度，同时影响混凝土外观质量。

（3）《混凝土泵送技术规程》中规定“混凝土浇注分层厚度，宜为300—500 毫米”，但是在实际施工时，往往浇注厚度都偏高，由于气泡行程过长，增大了水珠游离上升的阻力，水珠附着在模板面挥发后形成气孔。即使振捣时间达到规程要求，气泡也不能完全排出，这样也会给硬化混凝土结构表面造成气孔。

（4）模板质量差，模板周转次数过多，表面粗糙、变形，增加水珠有利上升的阻力。

（5）不合理使用脱模剂也是造成硬化混凝土结构表面气孔的原因之一。

（6）环境温度对混凝土结构面层的质量也有影响。

对于施工中的振捣工艺、泵送操作、筑坯层厚度、模板质量、现场养护条件、脱模剂使用等这些影响混凝土结构表面气孔形成的外部因素，建议按照相关规定进行施工，采取严格控制浇筑坯层厚度、合理振捣、优选模板等措施来避免混凝土外观质量问题。

4综述

根据上述原因的分析，我们可以借鉴在工程实践中一方面要求外加剂厂家，包括水泥、砂石等材料供应单位能提供稳定品质的原材料，减少因为材料品质的波动造成匹配性不良引起的和易性差、坍落度损失大以及现场混凝土表面气孔等现象。另一方面我们也建议采取如下控制措施：（1）优选地材。选用符合施工条件的砂、石，减少骨料对于混凝土综合性能及表观质量的影响。（2）保证外加剂的品质稳定性，使减水量控制在范围之内，且保证效果的稳定，减少用水量偏差。合理调整外加剂组分，保证水泥品质，减少外加剂与水泥不匹配产生的各种混凝土性能不良表现。（3）施工配合比中根据现场砂石的含水量变化情况合理扣除调整用水量。注意施工工艺、施工条件和施工质量的控制。减少外部因素导致的混凝土气孔等表观质量问题。