邵明偉

(秦皇島路橋建設(shè)開(kāi)發(fā)有限公司)

1 產(chǎn)生氣泡的原因

(1)級(jí)配不合理，粗集料過(guò)多，細(xì)集料偏少;

(2)集料大小不當(dāng)，針片狀顆粒含量過(guò)多;

(3)水泥用量相對(duì)較少，可采用低強(qiáng)度等級(jí)混凝土;

(4)用水量較大，水灰比較高的混凝土;

(5)與某些外摻劑以及水泥自身的化學(xué)成分有關(guān);

(6)使用了表層刷油的鋼模板，使成型的混凝土易產(chǎn)生氣泡;

(7)與混凝土澆筑中振搗不充分、不均勻有關(guān)。

2 機(jī)理分析

(1)材料方面

氣泡的形成主要是屬于一種物理原因。根據(jù)集料級(jí)配的密實(shí)原理，如果材料本身級(jí)配不合理，粗集料偏多，集料大小不當(dāng)，碎石材料中針片狀顆粒過(guò)多，以及實(shí)際使用砂率比實(shí)驗(yàn)室提供的砂率要少，細(xì)集料不足以填筑粗集料之間的空隙，導(dǎo)致集料不密實(shí)，形成自由空隙，為氣泡的產(chǎn)生提供了條件。

水泥和水的用量多少，也是導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生的重要原因。在實(shí)驗(yàn)室配混凝土?xí)r，考慮水泥用量主要是針對(duì)強(qiáng)度而言。如果在能夠滿(mǎn)足混凝土強(qiáng)度的前提下，增加水泥用量，減少水的用量，氣泡會(huì)減少。其原因是多余的水泥凈漿可以填塞因級(jí)配不合理或其他因素導(dǎo)致的空隙，而水的減少可以使自由水形成的氣泡(混凝土中水泡蒸發(fā)干后，成為氣泡)減少。另外，在水泥用量較少的混凝土拌和過(guò)程中，由于水和水泥的水化反應(yīng)消耗部分用水較少，使得薄膜結(jié)合水、自由水相對(duì)過(guò)多、從而讓水泡形成的幾率增大，這便是用水量較大、水灰比較高的混凝土易產(chǎn)生氣泡的原因所在。

某些混凝土外摻劑以及水泥自身的化學(xué)成分，也是導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生的原因。雖然由于化學(xué)成分產(chǎn)生的氣泡比物理原因產(chǎn)生的氣泡在生產(chǎn)實(shí)踐中出現(xiàn)的幾率要少，但其機(jī)理的復(fù)雜程度要比物理原因更甚。

(2)工藝方面

在混凝土的拌和灌注過(guò)程中，容易混進(jìn)一些空氣?；炷涟韬臀镏械臍馀菁炔荒茏陨硪莩?，也不會(huì)靠本身的重量將這些氣泡排出，所以混凝土的振搗是使用混凝土獲得密實(shí)、排出氣泡的重要手段。振搗時(shí)集料顆?；ハ嗫繑n緊密，將空氣帶著一部分水泥漿擠到上部，氣泡借助振動(dòng)力冒出來(lái)。

不同結(jié)構(gòu)類(lèi)型的混凝土要選用不同的振搗器。振搗器的類(lèi)型不同，其性能不同。乾薄的結(jié)構(gòu)，如橋面鋪裝層，一般用平板振搗器;深厚的結(jié)構(gòu)物，如基礎(chǔ)墩臺(tái)、蓋梁等要用插入式(也叫內(nèi)震式)振搗器;對(duì)于T形梁、箱梁和工字梁的腹板可配以附著式振搗器。

振搗時(shí)間與氣泡的排除有直接的關(guān)系。一般來(lái)講，振搗時(shí)間越長(zhǎng)，力量越大，混凝土越密實(shí)。但時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，石子下沉，水泥漿上浮，發(fā)生分層、泌水及離析現(xiàn)象，使氣體集中于頂部，形成“松頂”。時(shí)間過(guò)短，骨料顆粒還沒(méi)有靠攏緊密，不能將水和多余的空氣排出，達(dá)不到密實(shí)的目的。對(duì)于流動(dòng)性較大的混凝土，振動(dòng)力不能過(guò)大，時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng);對(duì)于干硬性混凝土，則必須強(qiáng)力振搗。振實(shí)的標(biāo)志是:在振搗過(guò)程中，當(dāng)混凝土停止下沉，表面不再出現(xiàn)氣泡，就認(rèn)定為已經(jīng)振實(shí)。

在一定條件下，延長(zhǎng)振搗時(shí)間，可以提高振搗效果，但不能增加有效范圍。而有效范圍之內(nèi)的氣泡才能在振搗過(guò)程中排出，所以要選擇合理的振搗半徑。提高振動(dòng)頻率，能有效提高振動(dòng)范圍，而頻率過(guò)大時(shí)，振動(dòng)范圍反而又減小。在通常情況下，插入式振搗器的振搗半徑是45～74cm，插入間距大都限制在60cm以下。如前所述，不同的振搗方法，振搗的混凝土厚度不同。采用插入式振搗器時(shí)，分層厚度不應(yīng)大于振搗器棒頭長(zhǎng)度的0.8倍;采用表面振搗器時(shí)，分層厚度不應(yīng)大于20cm。振搗有效范圍還與混凝土的稠度有關(guān)。一般振動(dòng)波隨著四周距離的延長(zhǎng)而減弱，對(duì)于干硬性混凝土和易性越差，振動(dòng)能的衰減越大，有效距離越短，對(duì)于軟稀混凝土則相反。

振搗器插入的速度也會(huì)影響氣泡的排出。插入時(shí)要快，使上下部混凝土受到同樣時(shí)間的振搗。拔出時(shí)則要慢，否則振搗棒的位置不易被混凝土拌和物填實(shí)，容易形成空隙，對(duì)于干硬性混凝土尤其如此，慢拔則空隙在振搗過(guò)程中慢慢聚合填實(shí)，也利于氣泡外逸。

就目前高等級(jí)公路工程而言，混凝土構(gòu)造物使用鋼模成型已占主導(dǎo)地位。為了便于脫模，采用在鋼模表層刷油的方法最為常見(jiàn)。在混凝土振搗過(guò)程中，由于自由水往兩邊及上面走動(dòng)，使得不吸水的鋼模與混凝土接觸面含水較多，同時(shí)鋼模上的油有一定的粘滯力，使得接觸面的水不易跑動(dòng)，這樣混凝土表面形成水泡的幾率較大。由此可見(jiàn)，鋼模本身不吸水和油的粘滯力對(duì)氣泡的排出是不利的。

3 解決辦法

(1)把好材料關(guān)。嚴(yán)格控制集料大小和針片狀顆粒含量，備料時(shí)要認(rèn)真篩選，剔除不合格材料。

(2)選擇合理級(jí)配，使粗集料和細(xì)集料比率適中。

(3)選擇適當(dāng)?shù)乃冶?，可以在?shí)驗(yàn)室內(nèi)多做幾組，相互比較，從中擇優(yōu)選用。在保證混凝土強(qiáng)度的前提下，建議采用標(biāo)號(hào)較低或者相關(guān)物理技術(shù)性能指標(biāo)偏差一些的水泥，以增大水泥用量。

(4)努力降低實(shí)際生產(chǎn)與試驗(yàn)之間的差異。施工過(guò)程中，要及時(shí)做好材料含水量檢測(cè)，應(yīng)該做到每車(chē)集料過(guò)秤，采取重量比控制，并隨時(shí)調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)配合比，使水泥和砂率不致發(fā)生較大偏差。

(5)選用化學(xué)成分品質(zhì)優(yōu)良的外摻劑和水泥。目前這方面的品牌很多，不能一概而論。進(jìn)行化學(xué)分析當(dāng)然是一種辦法，但對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)，最簡(jiǎn)便易行的辦法莫過(guò)于多做幾種試件，選取一種較好的用于生產(chǎn)。

(6)高度重視混凝土的振搗。如前所述，要選擇適宜的振搗設(shè)備，最佳的振搗時(shí)間，合理的振搗半徑和頻率，插入式振搗器快插慢拔。

(7)模板應(yīng)保持光潔。脫模劑要涂抹均勻但不宜涂得太多太厚，刷油時(shí)，可以在油中摻入滑石粉。

4 結(jié)束語(yǔ)

只要分析清楚氣泡產(chǎn)生的原因，找出相宜的辦法，混凝土表面的氣泡是可以消除的。值得注意的是，氣泡的產(chǎn)生往往不是單一的原因造成的，解決的辦法也不是一成不變的，應(yīng)該具體問(wèn)題具體分析。另外，在消除氣泡問(wèn)題的同時(shí)要綜合考慮其他技術(shù)指標(biāo)，不能片面強(qiáng)調(diào)某一方面，否則將會(huì)顧此失彼，得不償失。