【技术先锋】混凝土气泡咋回事，咋办

为保证泵送混凝土的可泵性及耐久性，通常会加入适量的引气剂（引气剂可改善新拌混凝土拌合物的和易性和硬化混凝土的耐久性），但过大的引气量（有害气泡过多时）对混凝土的强度会有直接影响。 混凝土中气泡的分布情况，即气孔的大小、气泡的数量以及气泡的分布等都对混凝土的和易性、强度和耐久性将有明显影响。 一、混凝土中气泡类型 混凝土中产生的气泡，100nm以上的称之为大害泡，100-50nm的叫中害泡，50-20nm的叫低害泡或无害泡，20nm以下的称有益气泡。 应注意的是，混凝土中含气量适当，微小气泡在分布均匀且密闭独立条件下，在混凝土施工过程中有一定的稳定性。 从混凝土结构理论上来讲，直径如此小的气泡形成的空隙属于毛细孔范围或称无害孔、少害孔，它不但不会降低强度，还会大大提高混凝土的耐久性。 通常可通过试块破块后进行观察： 1、气泡间距宜大于5倍气泡直径以上； 2、大气泡量不宜过多及集中； 3、试块中气泡分布不宜连成直线，且单一直线上的大气泡量不宜过多。 二、气泡对混凝土结构的危害 当混凝土含气量超过4%，且出现过多大气泡时，则会对混凝土产生一定的危害： （1）降低混凝土结构的强度 由 于气泡较大会减少混凝土断面体积，致使混凝土内部不密实，从而降低混凝土的强度。 混凝土应用技术规范中规定，当混凝土含气量每增加1%时，28d抗压强度下降5%。 含气量大时，每增加1％的引气量，抗压强度可能会降低4%～6%。在低 强度混凝土中，含气量在3-6%时，对强度影响较小。当遇到引气量值超过6％以上情况时，抗压强度势必受到较大影响。 （2）降低混凝土的耐腐蚀性能 由于混凝土表面出现了大量的气泡，减少了钢筋保护层的有效厚度，加速了混凝土表面碳化进程，从而影响其抗腐蚀性能。 （3）严重影响混凝土的外观 大气泡会致使混凝土表明出现蜂窝麻面，影响其外观。 三、气泡产生原因 混凝土中产生气泡的原因比较复杂，一般主要包括： 1、原材料方面 （1）气泡与水泥品种有非常密切的关系 在水泥生产过程中使用助磨剂（外掺专用助磨剂，厂家非常多，质量差异非常大，通常含有较多表面活性剂）的作用下，通常会产生气泡过多的情况，且水泥中碱含量过高，水泥细度太细，含气量也会增加。 另外，在水泥用量较少的低标号混凝土拌和过程中，由于水化反应耗费的水较少，使得薄膜结合水、自由水相对较多。 从而导致气泡形成的机率明显增大（混凝土中水泡蒸发后成为气泡）。这便是用水量较大、水灰比较高的混凝土易产生气泡的原因。 建议：不同品牌的水泥，产生的气泡量会有明显不同。优先选择低碱、不掺助磨剂、适应性强、有一定品牌、规模较大、质量稳定且试配中气泡较少的水泥品种。 （2）外加剂类型和掺量对气泡的形成有很大影响 如 混凝土中含有大泡特别多，通常可能是同减水剂中的较差引气成分有关。 一般减水剂（特别是聚羧酸类减水剂和木质素磺酸盐类减水剂）中或泵送剂中可能会掺入一 定引气成份的引气剂，减水剂用量增加，气泡也会增加；另外，当加入的外加剂为松香类引气剂时，所产生的气泡比其他类型的外加剂要稍多一些。 建议：让减水剂复配厂，取消减水剂中的引气组份。进行减水剂复配时，在选择复配材料时，不宜采用已发酵或长时间存放的原材料，如纸厂或糖厂的废液等（通常有较明显的异味或臭味）。 （3）粗细骨料对气泡的产生也有一定影响 根据粒料级配密实原理，在施工过程中．材料级配不合理，粗骨料偏多、大小不当，碎石中针片状颗粒含量过多，以及生产过程中实际使用砂率比试验室提供的砂率偏小，这样细粒料不足以填充粗粒料空隙，导致粒料不密实，形成自由空隙，为气泡的产生提供了条件。 砂的粒径范围在0.3-0.6mm时，混凝土含气量最大，而小于0.3mm或大于0.6mm时，混凝土含气量会显著下降。 2、施工方面 （1）搅拌时间对混凝土内部产生气泡会有不同影响 如果搅拌不匀，外加剂多的部位所产生的气泡就会多（同样水灰比）。但过分搅拌又会使混凝土内部形成气泡越来越多，从而产生负面影响。 （2）脱模剂使用不当会影响气泡的产生 由 于有些施工单位延用了老的脱模剂，常常使用的是机械厂回收下来的废机油，这种废机油对气泡具有极强的吸附性，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。 还有一种脱模剂，即使是水性脱模剂，但对混凝土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而随着模板的 接触面逐步上升，从而无法排出混凝土内部所产生出来的气泡。应慎重选择脱模剂。 （3）振捣情况影响气泡的产生 由 于施工中振捣的环境不一，振捣手的操作对混凝土表面出现气泡的多少也有着根本的不同。 作为混凝土结构，振捣越好混凝土的内部结构就会越密实，从分层振捣的 高度和振捣时间两个方面来解释，分层的高度即每次下料的高度越高，则混凝土内部的气泡就越不容易往上排出。 但振捣的时间越长（超振）或越短（欠振）以及未 振捣到的地方（漏振）对混凝土的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 现不密实而导致的混凝土自然空洞或空气型的不规则大气泡。 四、混凝土表面有害气泡的排查方案及改善措施 针对混凝土表面出现的有害气泡，需采用一定的排查手段，找出其原因并加以改善。CTF增效剂中不含任何引气组份，但在不同的减水剂或泵送剂、水泥的共同作用下，可能会出现气泡较多的情况，通过技术手段一般气泡也是可以控制的。 1、原材料方面 （1）首先检验所用水泥的品种、性能和标号。厂家有多家水泥供应商的，优先使用产生气泡少、含碱量低的水泥，水泥标号应与混凝土配合比标号相适应。 （2）其次检查所使用的外加剂。目前这方面的品牌很多，不能一概而论。但对于实际生产，最简便易行的办法就是多做几组试件，选取化学成分品质优良的外加剂用于生产。 减水剂中含引起成份的，试用不同的减水剂比较选用，可通知减水剂生产企业，取消加入带引气成份的引气剂或控制其引气量，一般混凝土中使用的外加剂引气量控制在4%以内，高标号混凝土（如C50，C60）控制在3%以内。 需使用引气剂时，应选择引气气泡小、分布均匀稳定的引气剂，尽量少用含松香类型的引气剂，这类引气剂掺入后产生的气泡较大。 （3）检查骨料性能。把好材料关，严格控制骨料粒径和针片状颗粒含量，备料时要认真筛选，剔除不合格材料。选择合理级配，使粗骨料和细骨料比率适中。 （4）在CTF混凝土增效剂中会掺入抑制有害气泡的消泡剂，需经过试验并配合减水剂厂进行调试。消泡剂可以提高混凝土密实度、均匀度，提高抗渗性能，进而提高其强度。（消泡剂机理见附件） 2、施工方面 （1） 重视搅拌时间。特别强调的是：有的商品混凝土从出厂到施工现场需要很长的运输时间，这时由于可能坍损较大，有的厂家技术员会利用外加剂进行二次调配，在这 种情况下一定要加强混凝土的搅拌均匀。 但不是长时间的搅拌，在《建筑工程常用材料试验手册》中有明确规定“引气剂减水剂混凝土，必须采用机械搅拌，搅拌的 时间不宜大于5min和小于3min”。搅拌的时间越长，产生的气泡也会越大。 （2）检查使用的模板和脱模剂。模板应保持光洁，脱模剂要涂抹均匀但不宜涂的太多太厚。 西 安建筑科技大学的张洁博教授曾研究论证，从模板的脱模剂上来消除混凝土表面的气泡会起到很好的效果。 目前，在市场上已经有很多单位研制出了具有消泡化学成 份的脱模剂，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，使混凝土表 面起到极其平滑致密的效果。 （3）注意振捣过程，严防出现混凝土的欠振、漏振和超振现象。 在混凝土的施工过程中，应分层布料，分层振捣。分层的厚度以不大于50cm为宜，否则气泡不易从混凝土内部往上排出。同时要选择适宜的振捣设备，最佳的振捣时间，合理的振捣半径和频率。 （4）气温低、水泥用量大、用水量大等因素都会直接影响引气量，应针对现场具体情况进行分析和调整。 附：消泡剂原理 消泡剂是一种比稳泡剂更容易被吸附的的物质，它可以使已被吸附于气-液表面活性物质被顶替下来，因而使之不容易形成稳定的膜。 消泡剂进入液膜后，降低液体的黏度，使液膜失去弹性，加速液体渗出，最终使液膜变薄破裂，因而可以减少混凝土体系中气泡，特别是一些大气泡的含量。 消 泡作用可以分为两种类型：一种是破泡作用，能使已经形成的气泡破灭，破坏气泡稳定存在的条件，使稳定存在的气泡变为不稳定的气泡并使之进一步变大析出。 第 二种是抑泡作用，与破泡作用的不同之处在于它不仅能使已经生成的泡破灭，在掺入抑泡作用的消泡剂后能较长时间保持破泡作用，而且在一定程度上还能防止气泡 或泡沫的产生。