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如何解决掺有聚羧酸减水剂的混凝土表面气泡问题

2016-11-14 14:29:30

 

摘要:

本文介绍了气泡的类型和其对混凝土结构的利弊,分析了掺有聚羧酸减水剂的混凝土产生气泡的原因,并详细阐述了在不影响混凝土其他性能的前提下减少混凝土表面气泡的几点措施和办法。

混凝土气泡产生的原因:

混凝土结构物表面的起泡绝大多数是在浇筑混凝土时,由内部气泡经振捣或挤压而转移到结构物表面的,要减少混凝土表面的起泡,就首先应该了解内部气泡产生的原因。在新拌混凝土中产生的气泡往往是由以下原因引起的:

⑴集料间的堆积间隙形成的气泡。在混凝土生产过程中,粗细集料往往达不到理想的级配状态:粗颗粒偏多,大小不当,针片状较多或颗粒棱角较多;细集料细度模数偏大,级配不良。这些都造成了集料间无法达到完全密实状态,在搅拌混凝土时集料堆积所形成的空气间隙就变成了气泡,这些气泡大多为大气泡,直径2~20mm。

⑵搅拌混凝土过程中带入的气泡。搅拌混凝土时随着搅拌叶的翻动,会不断从空气中带入大量的气体进入混凝土中形成气泡,这些气泡以大气泡为主。这些气泡在搅拌过程中不断被减小或消灭,但又有新的气泡随着搅拌的过程不断从空气中被带入,此消彼长。随着搅拌时间的持续,混凝土会达到一种趋于稳定的状态。

在这里我们值得注意的地方是,混凝土的搅拌时间(从加水开始到搅拌出机)不能过短或过长,特别对于掺入引气型聚羧酸减水剂的混凝土,搅拌时间不宜大于5min和小于3min。过短时混凝土搅拌不均匀,过长时混凝土中引入的气泡将会较大。

⑶聚羧酸减水剂引入的气泡。聚羧酸系减水剂在生产过程中往往会保留一些降低表面张力的表面活性成分,因此它具有一定的引气性,所以聚羧酸减水剂大多为引气型减水剂,在拌制混凝土时会引入大量的微小气泡。这些气泡的引入对增大混凝土的流动性,增强混凝土的粘聚性和提高混凝土的保坍能力有非常重要的作用,对提高混凝土的耐久性、抗冻性和抗渗性也有极大的好处。当混凝土入模后,这些小气泡部分自动消灭,部分经振捣作用聚集成大气泡。

聚羧酸减水剂引入的气泡在混凝土出机时非常明显,往往会伴随着“啪啪”的消泡声,这种情况在高掺量或混凝土坍落度过大时尤为明显。当生产聚羧酸减水剂的化工原料质量较差时,生产的聚羧酸减水剂拌制的混凝土中的气泡也越多。

⑷与水泥有密切相关的气泡。水泥生产过程中往往会掺入助磨剂,随着厂家的不同,助磨剂的质量也有很大的不同,而助磨剂中往往含有表面活性剂,继而在混凝土搅拌时产生过多的气泡。而且随着碱含量的增加和水泥细度的降低,其拌制的混凝土中的含气量也会增加。

⑸在混凝土中,未参与水化的自由水往往较多,这些自由水经聚集形成了水泡,其中的水分经蒸发后形成了气泡。这种气泡的产生与混凝土配合比中的水灰比和用水量有很大的关系,水灰比越大,用水量越多,所产生的气泡就越多。

⑹钢制模板封闭太严,未设置排气孔,混凝土下料时产生气囊,后形成气泡。现在大型工程中施工使用的大多为无缝钢模,这种钢模对气体和周边自由水的排出相对比较困难,因此使用无缝钢模的混凝土结构物的气泡也会较多。这种情况在倾斜重力式挡土墙的施工中相当普遍,由于没有排气孔,仰斜面的混凝土表面往往会聚集大量的气泡,这些气泡有时靠过量的振捣也无法排出。

 

减少混凝土表面气泡的措施:

减少混凝土表面的气泡是一项综合的工作,并不能靠某一两种方法就能做得到,以下便是实际施工中常用到的一些方法和注意的一些事项:

⑴适当延长混凝土的入模时间。这里提到的入模时间是指混凝土在搅拌车里运输过程中的时间。随着入模时间的延长,新拌混凝土在搅拌车里会变得气泡越来越少,越来越密实,但新拌混凝土的流动性和粘聚性也随之变差。因此,在不影响混凝土工作性能的前提下,为减少混凝土结构物表面的气泡,可以适当延长新拌混凝土的入模时间。

⑵聚羧酸减水剂的调整。聚羧酸减水剂厂家在生产减水剂时不应掺引气剂,必要时可掺入适量的消泡剂。事实证明,掺入消泡剂可有效降低新拌混凝土的含气量,特别能减少一些影响强度和美观的大气泡。但掺入过量的消泡组分也会影响减水剂的减水率和粘聚性。因此,在不影响混凝土工作性能的前提下,可适当掺入合适的消泡剂来减少混凝土中的气泡。所以,在施工前可要求聚羧酸减水剂厂家配合调整。

⑶提高施工技术。提高施工技术对减少混凝土气泡尤为重要。《混凝土泵送技术规程》(GB/T10-95)中规定“混凝土浇注分层厚度,宜为300~500mm”,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,即使振捣的时间达到了要求,气泡也不能完全排出,这样会造成混凝土结构表面气泡较多。因此,在混凝土施工过程中应:分层布料,分层振捣。分层的厚度以不大于500mm为宜,否则气泡不易从混凝土内部往上排出。

另外,振捣的时间过长(过振)或过短(欠振),以及有未振捣的地方(漏振),均会对表面产生气泡缺陷。过振不仅会造成混凝土表面产生砂线和水纹,而且会导致微小气泡在机械作用下破坏重组,由小变大。欠振和漏振都会使混凝土不密实而产生自然空洞(蜂窝)。因此,振捣手的水平直接影响了混凝土结构物的外观质量。振捣越好,混凝土内部结构就越密实,表面气泡就越少。

⑷选择良好的脱模剂和模板。实践证明,选择良好的脱模剂对消除混凝土表面的气泡有很好的效果。施工单位为了降低成本,往往会选用废机油等作为脱模剂,这种废机油对气泡具有很强的吸附性,混凝土内气泡与之一接触,便会吸附在模板上而定型在结构物表面。优质的脱模剂具有较低的粘度,对气泡不具有吸附性。目前市场上也有很多具有消泡化学成分的脱模剂,这种消泡型的脱模剂在使用后,当混凝土产生的气泡与模板表面脱模剂中所含的消泡剂相遇后,消泡剂会立即破灭或由大变小,由小变微,使混凝土墩柱表面起到极其平滑致密的效果。实践还证明,当采用表面光滑的模板时混凝土结构物表面产生的气泡较少,当采用表面粗糙的模板时产生的气泡就会多一些。因此在施工时,应尽可能地选用优质的脱模剂和表面光滑的模板。

综上所述,混凝土气泡产生的原因较复杂,在施工中考虑的因素也较多,所以不能单靠某一种方法来彻底解决其表面的气泡问题。只有综合考虑了混凝土原材料本身质量,以及水灰比、用水量、模板、脱模剂和施工振捣等因素时,才能将混凝土结构物表面的气泡数量降低到最少,也只有综合考虑了这些因素,才能使混凝土结构物得到一个漂亮的外观。

 摘自——《中国外加剂网》

       白玉贵

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