黃濤濤 許克克 吳明春
(安徽送變電工程有限公司 安徽合肥 230000)
如圖1所示,在混凝土施工過程中,拆模后,混凝土表面會出現(xiàn)許多大小不一的坑眼,這些坑眼稱為混凝土表面氣泡,嚴重影響混凝土的外觀質(zhì)量,同時也可能涉及到結(jié)構(gòu)的耐久性。隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展,對于混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量,不僅僅要考慮其適應性、經(jīng)濟性和安全性,其美觀性和耐久性的要求也日趨強烈[1]。混凝土表面氣泡是輸電線路常見的質(zhì)量通病,混凝土表面氣泡的形成是多方面的,如混凝土配比、外加劑、攪拌工藝、施工方法等,所以氣泡問題常引起建設(shè)單位、監(jiān)理單位、商品混凝土供應商及施工單位之間的相互扯皮、推諉?;炷猎跀嚢杓皾仓七^程中不論何種原因都會有氣泡存在,所以在混凝土澆制過程中采取措施消除或減少混凝土表面氣泡至關(guān)重要。以下從施工過程分析混凝土表面氣泡產(chǎn)生的原因,結(jié)合工程實際,提出相應的防治措施。
圖1 塔腿露出部分混凝土表面照片
輸電線路工程中,基礎(chǔ)形式多為塔腿下獨立式混凝土基礎(chǔ),基礎(chǔ)外露部分一般為方形柱或圓形柱。方形基礎(chǔ)截面可使用木模板、竹膠模板和鋼模板,對于混凝土表面質(zhì)量要求很高的工程,也可采用鋼化玻璃模板。圓形基礎(chǔ)截面只能使用鋼模板,一般采用兩個半圓拼接成圓柱。
不同材質(zhì)模板會導致混凝土結(jié)構(gòu)面層出現(xiàn)不同狀態(tài)溶液,和各種固體接觸后將形成不同的接觸角,且其接觸角越小則其在固體上附著力越強,其也是導致混凝土表面氣泡形成原因之一[2]。不同種類的模板都各有特點,木模板吸水性強,澆筑出混凝土氣泡少,但光潔度差,而且重復利用率低,一般較少采用。竹膠模板光潔度好,但吸水性差,輸變電工程混凝土基礎(chǔ)較多采用。
為了減少模板造成的表面氣泡,可以提高模板表面的光潔度。因此施工中可選用表面光潔度高的竹膠模板和鋼模板,可采用涂刷中性脫模劑減小摩阻力和涂刷消泡劑兩種措施來提高減少氣泡的效果。對于方形混凝土基礎(chǔ)截面,合理設(shè)計模板,使露出部每面使用整張竹膠板,提高模板的平整度。模板支護是應安裝牢固,在豎直方向上每個300~400mm處設(shè)置方木或鋼管,竹膠板的厚度應不小于12mm。為了改善使用效果增加排氣性可在模板上設(shè)置少量孔徑2mm間距1m左右的排氣孔。對于鋼模板,為了安裝使用方便及重復利用,模板的高度及直徑往往是固定的,因此不可避免出現(xiàn)拼接。拼接時,模板與模板之間要留有1mm縫隙并加海綿條,可增加模板的透氣性,減少氣泡。工程中常使用的脫模劑為機油,機油為化石產(chǎn)品,不可再生,可利用植物油代替,工程實際效果標明:機油粘度較高,會使混凝土內(nèi)氣泡聚集在模板表面,易形成混凝土表面氣泡;植物油相對粘度較低,相比機油,涂刷植物油可使凝土表面氣泡很大程度減少。
振搗能夠排出混凝土中大量的空氣,使其中的粗細骨料能更好的融合,從而增加混凝土強度、耐久性并減少蜂窩麻面等問題。所以合理振搗可以有效改善混凝土表面質(zhì)量,減少表面氣泡。振搗在氣泡排出的作用主要是通過震動脈沖液化砂漿、降低粗細骨料之間的內(nèi)摩擦力、為氣泡上升排出提供最基本的環(huán)境條件。振搗過程會使混凝土氣泡移動并促使其不斷聚合,但是不充分的振搗可能使混凝土中氣泡聚集在模板邊緣不能排出,過度的振搗會使混凝土產(chǎn)生離析現(xiàn)象,影響混凝土的強度。
相關(guān)資料表明[3],隨著振搗時間的延長,混凝土中氣泡變化過程可分為3個階段。如圖2所示,第1階段,大氣泡隨振動排出迅速減少;第2階段,大氣泡數(shù)量呈上升趨勢,大氣泡孔徑相對第1階段的大氣泡孔徑較?。坏?階段,大氣泡數(shù)量隨振動時間的延長而逐漸減少,直至大氣泡數(shù)量趨近于零,并且氣泡孔徑也隨振動時間的延長而逐漸減少。第一階段大氣泡數(shù)量及混凝土含氣量急劇下降,直至不穩(wěn)定氣泡排出殆盡,此時混凝土中的大氣泡數(shù)量最少。
圖2 振搗時間與氣泡數(shù)量關(guān)系圖
為了減小過度振搗使混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象,應盡量減少振搗時間而是振搗達到最好的排氣效果。結(jié)合圖2中振搗排氣的階段規(guī)律,振搗時間控制在第一階段末,能夠?qū)⒒炷林械牟环€(wěn)定去泡幾乎全部排盡的同時,又不致混凝土中的小氣泡合并成大的氣泡,故振搗效果最好。結(jié)合工程經(jīng)驗,每一振點的振搗延續(xù)時間,應使混凝土不再上冒氣泡、表面不再呈現(xiàn)浮漿和不再沉落時為止。當采用插入式振搗器振搗時,應快插慢拔,移動間距不宜大于振搗器作用半徑的1.4倍,模板的距離不應大于其作用半徑的0.5倍。為了使氣泡順利排出,混凝土澆筑時可采用分層振搗的方法,每層混凝土應控制在500mm以內(nèi)。
混凝土表面氣泡不僅嚴重影響鐵塔基礎(chǔ)外露部分的外觀質(zhì)量,而且會影響結(jié)構(gòu)的強度和耐久性,是一項常見的質(zhì)量通病。鐵塔基礎(chǔ)施工過程中,影響混凝土表面氣泡的工序主要有模板和振搗。模板表面的光潔度與表面氣泡的多少呈反比關(guān)系,脫模劑的選用也會影響氣泡的聚集和排出。振搗的時間在混凝土澆制過程至關(guān)重要,根據(jù)相關(guān)試驗數(shù)據(jù)可得出振搗時間與氣泡的數(shù)量關(guān)系,從兩種的關(guān)系中得出最小的振搗時間,在減少混凝土離析可能性的同時達到最佳的排氣效果。針對兩者對混凝土氣泡的影響,結(jié)合施工經(jīng)驗,提出相應的預防措施。