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探讨泵送商品混凝土剪力墙表面起泡的成因与控制
admin在2019-12-04发布 频道:行业资讯 标签:
     
摘要:文章针对某工程泵送商品混凝土剪力墙表面出现气泡,会同商品混凝土厂家!查阅相关资料,分析气泡成因,采取相应措施,使目前施工的混凝土剪力墙表面气泡现象得到明显改善,提高混凝土的质量与成型效果。

0  引言
    近年来商品混凝土的新技术、新工艺快速发展,但对于消除泵送商品混凝土剪力墙表面气泡一直是困扰建筑施工中的重要难题。由于混凝土使用的原材料、掺加的外加剂、设计的配合比、施工的责任性等因素的影响,导致剪力墙混凝土表面气泡的出现。如果混凝土表面产生较大、连通气泡,使混凝土表面形成大麻点的气泡孔,既影响美观和结构耐久性,又影响混凝土的抗冻性能。因此,分析商品混凝土剪力墙表面气泡的成因,寻求其解决方法是十分必要的。

1  商品混凝土剪力墙表面气泡产生的原因
1.1 集料级配不合理会直接导致气泡产生。根据集料级配密实原理,如果砂石料本身级配不合理或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小,粗集料间会形成大的空隙,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 水泥用量的多少和水灰比大小,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,对于较高等级的混凝土应尽量减少水泥量以降低混凝土的黏度,同时水灰比也要尽量小一些,因为当自由水存在于混凝土中时,水分蒸发后便形成气泡。
1.3 混凝土中掺合料也会影响气泡数量的增减。目前北京地区的商品混凝土都掺有粉煤灰,粉煤灰会导致混凝土的黏度增加,影响气泡的排出,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,形成的胶凝材料能填塞集料间的空隙,减少气泡的产生,但加入过量的掺合料会导致混凝土的黏度增加,影响气泡的排出。
1.4 混凝土中掺入外加剂的引气作用会导到混凝土中含气量增加,如果不能有效排出,会导致混凝土剪力墙表面产生气泡。混凝土外加剂目前常用木质素磺酸盐、腐植酸盐、聚羧酸系及氨基磺酸盐系等减水剂,此类物质可以降低液气界面张力,都具有一定的引气作用。这些减水剂掺入混凝土拌合物中,不但能吸附在固液界面上,而且能吸附在液气界面上,使混凝土拌合物中易形成许多微小气泡,这就是引气作用。这些气泡可以改善混凝土拌合物的和易性,使混凝土在运输和泵送过程中不泌水、不离析,并保持较稳定的坍落度。引气剂、减水剂之类的外加剂多是通过产生一些气泡来改善混凝土的施工性能,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,有关试验结果表明,减水剂ZB-1A掺量0.7%的混凝土表面气泡数量是不掺减水剂混凝土的3.5倍,而且掺量越大影响越明显。
1.5 从混凝土配比的设计中,当采用的水灰比越大,则混凝土结构表面所产生的气泡就会越多。主要是因为当混凝土搅拌所用的水达到饱和后,多余的水分就会被引气剂使水珠从混凝土中游离出来进而排出并吸附于混凝土结构的表面,当混凝土的强度在增长后,多余水分就会被混凝土自身养护而吸收或随着空气而蒸发。原有混凝土内部或吸附于模板表面的水珠气泡就会自然形成。
1.6 温度变化带来的影响。混凝土受到水泥水化热、大气和温度等影响出现冷热变化,会发生膨胀和收缩,继而产生表面的气泡。温度表面的气泡和其他表面气泡的区别特征是随着温度的变化而发生扩张或者合拢,多发在温差变化比较大的地区混凝土结构中。
1.7 搅拌时间对混凝土内部产生的气泡也会有不同的影响。混凝土在搅拌过程中,如果搅拌不匀同样的水灰比,外加剂多的部位所产生的气泡就会多,而未拌和到外加剂的部分则会出现坍落度不均、坍落度损失大、离析等现象,但过份的搅拌又会使混凝土在搅拌的过程中形成气泡越来越多,从而产生负面的作用。
1.8 北方混凝土结构剪力墙大部分采用大钢模,使用油性脱模剂,黏度很大,施工中又涂刷不均,局部太厚,影响气泡上升,限制表面气泡的排出,这类油性脱模剂对气泡具有极大的吸附性,混凝土内存在气泡一经与之接触,便会吸附在模板上而成型于混凝土结构的表面。即使是水性脱模剂对混凝土内产生的气泡仍然有吸附的作用,使混凝土内的气泡无法随机械振捣全部排出。因此使用同一混凝土而采用不同的脱模剂会得到不同的效果,同时大钢模板封闭太严,表面排气困难。
1.9 泵送商品混凝土剪力墙浇筑过程控制不严,也会导致混凝土表面出现气泡。一是分层振捣的高度,墙体混凝土浇筑分层厚度过大,大于振动棒作用长度的1.25倍,气泡行程过长,即使振捣的时间达到规程要求,气泡也不会完全排出,而聚集在墙体两侧模板表面。二是振捣的时间,振捣的时间越长(超振)或越短(欠振)以及存在未振捣的部位(漏振),混凝土表面气泡缺陷就会越来越多,超振会使混凝土内部的微小气泡在机械作用下出现破灭重组,由小变大;欠振和漏振都会使混凝土出现不密实而导致混凝土的自然孔洞或空气型不规则大气泡。
1.10墙体混凝土在凝结硬化前塑性阶段的自重沉过程,会将密布于大钢模表面微小的水汽挤压成气泡;同时由于水平钢筋的阻力,混凝土在沉实过程中,水平钢筋下部和侧面会产生水汽凝聚,甚至出现一些扁平的气泡。如果没有进行二次振捣及时消除,拆模后在混凝土表面易产生一些扁平的气泡。

2  商品混凝土结构剪力墙表面气泡对结构的危害
    当混凝土中的气泡粒径在5($m以下或当混凝土的含气量在4%以内时,对增加混凝土的耐久性和抗冻性有很大的帮助。一般这样的气泡都是通过添力U引气剂得到的,较小的气泡同时可以保证混凝土构件的脆性而增大混凝土的韧性。如果当混凝土表面的较大、连通气泡形成大麻点的气泡孔且大于规范要求时,会对混凝土产生以下影响。
2.1 降低混凝土的强度。如果没有做好表面气泡的消除工作,这些气泡就减少混凝土截面面积,导致混凝土构件内部不密实,从而降低混凝土构件的强度。
2.2 降低混凝土构件的耐腐蚀性能。混凝土构件表面出现大量的气泡,降低混凝土构件的保护层厚度,加速混凝土构件表面碳化的过程。

3  商品混凝土结构剪力墙表面气泡的控制措施
3.1 水泥的选用。水泥是混凝土中的主要胶凝材料,对混凝土质量影响重大,为确保混凝土质量,可从以下方面加以控制。
3.1.1 窑水泥。从总体来讲,旋窑水泥的生产规模较大,安定性好,质量稳定,批与批之间强度及矿物组成波动小,有利于混凝土质量控制。
3.1.2 优先选择用抗冻性好、抗硫酸盐能力强、标准稠准稠度低、强度等级不低于42. 5早强的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。
3.1.3 将水泥强度富余量、强度标准差、初终凝时间、对外加剂的适应性和经时坍落度损失率等技术指标相结合,综合评价水泥质量的优劣。实行优胜劣汰,选择水泥供应商(厂家)。
3.1.4 运用数理统计方法对水泥质量的稳定性进行评价,并根据统计结果,确定混凝土配合比及调整的依据。
    注意:有些水泥厂家为了增大水泥细度,又要考虑成本节约,往往在磨粉时加人一些助磨剂(如木钙、二乙二醇、三乙醇胺等),由于其中一些助磨剂有引气性,且引人的气泡不均匀偏大。
3.2 集料的选用。在选择集料时注重集料的强度、级配、粒径、针片状颗粒含量、含泥量、泥块含量及其有害物质含量,这都将对混凝土质量产生影响。粗集料(碎石),选用强度高、5!25mm粒径、连续级配好、含泥量不大于。.8%和不带杂物的碎石,要求定产地、定规格。细集料(砂子),选用中粗砂,细度模数2.5以上,含泥量不大于2%,不得含有杂物,要求定产地、定砂子细度模数。
3.3 粉煤灰的选用。掺入粉煤灰可改善混凝土的流动性和后期强度。按《粉煤灰混凝土应用技术规范》(GB/T 50146—2014)规定宜选用细度为n级以上的粉煤灰,要求定供应厂商、确定细度,且不得含有任何杂物。
3.4 外加剂的选用。商品混凝土所用的外加剂应包括引气减水剂、高效缓凝引气减水剂、缓凝减水剂、高效缓凝减水剂、泵送剂、高效泵送剂等。外力口剂是混凝土中不可缺少的一部分,外加剂使用不当而造成的危害和经济损失远远大于其本身的价值。选用混凝土外加剂以其减水率、保水性和保塑性为主要指标,在进行质量控制时,除对外加剂的常规指标进行检验外,同时对外加剂与水泥的适应性、掺加的组分进行复试工,掌握其质量特性。在不增加用水量的前提下,使商品混凝土具有大坍落度、不离析、不泌水、坍落度损失小等性能的外加剂作为优选产品。优质的高效缓凝引气减水剂在混凝土中引入的气泡直径宜在10〜20
μm,且气泡在混凝土中分布比较均匀(平均间距不大于0.25mm)。
3.5 控制水胶比和外加剂中“引气剂”的含量。适当调整混凝土水灰比、砂率、胶结材料用量以及外加剂的组分,改善混凝土黏稠性,也可以提高混凝土结构面层的质量。水灰比是影响气泡尺寸和间距的重要因素。通过现场对不同水灰比引气混凝土气泡尺寸研究分析,发现混凝土气泡尺寸随水灰比降低而减小,随水灰比增大而增大。水灰比对气泡间距的影响也类似。在满足施工坍落度要求的情况下,尽量减小水胶比,同时控制外加剂中引气剂的含量不大于规定的标准。控制混凝土中的含气量:一般混凝土在4%以内,高强度混凝土如C50、C60及以上在3%以内。而水胶比越小,产生的气泡会越少。
3 .6 控制混凝土的和易性,混凝土配合比应按照泵送混凝土的要求配制,坍落度以(160±20)mm为宜,砂率在40%左右,并要控制好粗集料最大粒径。在混凝土搅拌过程中,一定要严格按试验确定的配合比投料,不得带有任何随意性,并严格控制水灰比和搅拌时间,随气候变化随时抽验砂子、碎石的含水率,及时调整用水量。由于泵送混凝土掺有外加剂,所以混凝土的搅拌时间应较规范规定的最短时间增加60s左右,使混凝土拌合物充分搅拌均匀。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。有些商品混凝土从出厂到施工现场需要较长的运输时间,坍落度损失较大,厂家利用外加剂进行二次调配,在这种情况下更要加强混凝土的 均匀搅拌。但搅拌的时间越长,产生的气泡就会越大。有关文献建议“引气剂及引气减水剂混凝土,必须采用机械搅拌,搅拌的时间不宜大于5min和小于3min”。
3.7 模板和脱模剂的控制。在低温环境中,为了保证气泡的及时排除,应该采用轻机油脱模剂,最好选用水性的、树脂类的,这样可以消除表面的气泡。在涂抹前,应该利用小砂轮清理钢模板上的浮锈,然后用抹布清理干净,最后利用棉纱进行揩油。模板接缝用垫海绵条的方法处理,以防漏浆。在施工过程中如因水泥浆溅到模板或别的原因弄脏模板,在浇筑完一层混凝土时,必须用棉纱把模板上的污迹擦干净,保证混凝土表面的光洁度,减少气泡。
3.8 混凝土浇筑振捣措施
3.8.1 混凝土自由倾落高度超过2m时,要用串筒或溜槽下料,避免混凝土离析。控制墙体混凝土浇筑分层厚度为使混凝土内的气泡能及时排出,混凝土浇筑分层厚度宜为300〜500mm,采用标尺进行测量控制,分层布料,分层振捣,否则气泡不易从混凝土内部往上排出。控制振捣时间,做到不要欠振,不要过振,配备有经验的专职振捣员。合适的振捣时间可通过观察来判断:混凝土不再显著下沉,不再出现气泡,混凝土表面出浆呈水平状态,边角混凝土也充实填满。保证混凝土内的气泡在合理的振捣方法、振动时间内向上排出混凝土外。
3.8.2 墙体混凝土振捣。(1)振动棒移动间距小于400mm,插点要均匀排列;墙体厚度大于250mm时,振动棒插点排成梅花式;墙体厚度小于等于250mm时,振动棒插点排成一字形,从而避免墙体混凝土因漏振或欠振,导致产生的气泡驻留在混凝土表面。(2)按照“快插慢抽、上下抽拔”的方法,操作振动棒要直上直下,快插慢拔,不得漏振,振动时要上下抽动,每一振点的延续时间以表面呈现浮浆为度,以便将气泡排出。振捣棒插到上一层的浇筑面下100mm为宜,使上下层混凝土结合成整体。
3.8.3 加强混凝土的二次振捣。在混凝土初凝前进行二次振捣,将混凝土表面气泡沿模板面向上引出,另外混凝土振捣采用高频振动棒可以促进气泡的引出。二次振捣能使混凝土内部的胶结料重新均匀布置,从而达到进一步消除混凝土表面气泡和进一步密实混凝土的目的。
3.9 混凝土表面气泡的处理
    用与混凝土同品种、同标号、同配比的水泥、粉煤灰配制后,对混凝土构件表面所产生的细微气泡进行填补,会起到色泽一致、强度等级相同的效果。但填抹时,应在混凝土构件刚拆模时进行,这样胶结粉料会吸收混凝土内部多余水分或是利用给混凝土养护的水分来进行自身水化、固化反应,从而基本达到混凝土原设计的强度。对较大缺陷的气泡修补,应用混凝土原浆进行,但需经建设单位、监理单位、监督部门验收认可后方可进行。

4  结束语
    综上所述,混凝土建筑墙体表面出现气泡的原因主要有原材料的使用不当、搅拌的时间不合理、温度变化影响、施工方法不正确等四个主要原因,只要分析清楚气泡的成因,找出适合的办法,混凝土的表面气泡是可以消除的。值得注意的是,气泡的产生往往不是单一的原因造成的,解决的办法也不是一成不变的,应该具体问题具体分析,同时还有很多的方法有待于大家去积累、总结、探讨和研究。
作者:陆总兵 赵志强  
信息来源:混凝土视频网
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