混凝土表面气泡问题分析

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混凝土表面气泡问题分析

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混凝土表面气泡问题综合分析
张 斌 张瑞芳

   一、引言
   涝河水库除险加固溢洪道改建工程是由我局涝河水库项目部承建，该工程由引渠段、控制段、泄槽段、消力池段组成，全长355m，总跌差27m，溢流堰底高程550.0m，泄槽段纵坡0.01～0.1774，为钢筋混凝土结构，为方便交通和便于防洪，在溢洪道控制段修建一座交通桥，净跨20m，净宽6m。该工程主要工程量包括：土方开挖21.8万m3，混凝土1.7万m3，钢筋制安560吨，该工程具有混凝土单元工程量较小，浇筑块数多，日浇筑强度大的特点。墙体混凝土采用分层浇筑法，在工程施工初期，每浇筑完一块墙体时，拆模后后均发现混凝土上部50cm范围出现大小不等、分布不均匀的气泡现象，针对这一现象，我现场试验站分别从原材料、配合比、施工工艺三方面查找原因，采取排除法，最终找到解决气泡的方案。
   二、试验方案
   1、试验方法
   1.1通过控制砂子细度模数和中砂粗粒含量，避免混凝土中砂浆的自分离现象（即避免较细的砂子颗粒携带部分水泥浆在混凝土振捣过程中从砂浆中分离出来形成表面浮浆），解决混凝土表面浮浆问题。
   1.2通过调整混凝土配合比，改善混凝土拌和物和易性，提高混凝土抗分离能力，解决混凝土分层及气泡集中问题。
   1.3通过改进施工工艺，提高混凝土密实度，解决混凝土表面气泡缺陷。
   2、试验用原材料
   1.1细骨料
   混凝土用砂为细砂、中砂混合料，其中细砂为西池产天然河砂，细度模数不小于1.60；中砂为王开产天然山砂，细度模数不小于3.2，且粗料含量（10mm以上颗料含量）小于15%。
   2.2粗骨料
   混凝土用石为小石、中石二级配，其中小石为浮山产5～15mm人工碎石；中石为河西产20～40mm人工碎石。
   2.3胶凝材料
   混凝土胶凝材料为临汾市建材厂生产的尧都牌32.5级普通硅酸盐水泥。
   2.4外加剂
   外加剂为山西省建筑科学院生产的XGY型引气减水剂。
   2.5水
   混凝土拌和及养护用水为涝河水库水。
   3、试验器具
   3.1拌和
   采用HZS1500双卧轴强制式搅拌机搅拌。
   3.2运输
   原材料利用装载机喂到拌和站储料斗，熟料由自卸汽车运至现场再由挖机挖取喂入仓中。
   3.3入仓、平仓
   混凝土入仓落差控制在2m以内，浇筑按30～50cm为一层进行。
   3.4振捣
   采用EX50型手持电动软轴插入式振捣器振捣。
   4、试验组合及目的
   摸拟实际施工，试验块采用大模板，试块长1.0～2.0mm，宽0.6～0.9m，高1.2～2.0m，铺料厚度40～50cm。试验组合采用10种配合比进行试验，目的如下：
   4.1在保证混凝土拌和物具有较好抗分离性前提下，确定细砂最小掺量，解决混凝土振捣过程中分层问题。
   4.2在保证混凝土振捣过程不离析前提下确定混凝土拌和物的最大坍落度。
   4.3在保证混凝土能振捣密实前提下确定混凝土拌和物的最小坍落度。
   4.4在保证混凝土拌和物振捣后，均质、密实前提下，确定最佳工艺参数及振捣方法。具体试验过程详见附录（混凝土配合比的调整）。
   5、试验结果
   通过对1～10试块混凝土拌和物和易性，振捣密实及排气的难易程度，硬化后混凝土表面平整度、气泡大小及分布规律等因素综合分析，结合以前小试块的试验结果得出以下规律：
   5.1混凝土细骨料中细砂的比例在35～60%范围时，细砂含量越大，混凝土拌和物的抗分离性越差，振捣过程越易分层造成上部气泡集中；细砂比例在20～35%范围时，混凝土拌和物在振捣过程中基本不分层，但细砂含量越小，混凝土拌和物的和易性越差。细砂含量为35%时，混凝土拌和物具有较好的抗分离性。
   5.2混凝土拌和物坍落度小于2.5cm时，易形成粗骨料离析，同时不易振捣密实；坍落度大于4.5cm时，不易排气，同时在振捣过程易分层。
   5.3混凝土振捣时，振捣棒孔距为30cm，振捣时间50～60s，振捣棒来回拔动2～3次，同时最后一次，按常规的方法再振捣一次的振捣工艺较优。
   5.4在其它条件不变前提下，铺料厚度40cm与50cm的混凝土振捣后其密实性、表面平整度基本一致。
   6、结论
   6.1调整后混凝土配合比
   各种材料比例为：水泥:水:砂:石 = 1:0.45:2.05:3.95；
   单方材料用量为：水143 ，水泥318，砂子652， 石子1267，外加剂4.77；
   细砂、中砂比例为：细砂:中砂 = 35:65
   小石、中石比例为：小石:中石 = 45:55
   6.2施工工艺
   混凝土坍落度：2.5～4.5cm
   铺料厚度：50cm
   振捣孔距：30cm
   振捣时间：50～60s，具体以混凝土表面不再明显逸出气泡为准。
   振捣方法：
   ① 每孔振捣均上下拔动2～3次。
   ② 按①振捣完后，最后一层再振捣一次，孔位与前错开，孔距不变，振捣时间为10～15s，振捣棒静止振捣。
   7、结束语
   只要分析清楚气泡的成因，找出相适宜的方法，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，解决的方法也不是一成不变的，应该具体问题具体分析。
   另外，在消除气泡问题的同时要综合考虑其它技术指标，不能片面强调某一方面，否则将会顾此失彼，得不偿失。

qianzi

楼主这文章内容实在，值得借鉴。谢谢上传！

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