混凝土氣泡產(chǎn)生的原因是什么？怎么解決呢？

混凝土表面氣泡的產(chǎn)生和存在，不僅影響了工程的美觀(guān)，更重要的是 它反映了該工程的質(zhì)量還沒(méi)有達到 規范標準。如何消除混凝土表面氣泡 是許多技術(shù)人員和監理工作者常遇 到而又感到棘手的問(wèn)題。因此，工程技術(shù)人員應引起足夠的重視。

氣泡產(chǎn)生的機理分析

材料方面

1．根據粒料級配密實(shí)原理，在施 工過(guò)程中．材料本身級配不合理，粗骨料偏多、大小不當，碎石中針片狀顆粒含量過(guò)多．以及生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)際使用砂率比試驗室提供的砂率偏小，這樣細粒料不足以填充粗粒料空隙．導致粒料不密實(shí)．形成自由空隙，為 氣泡的產(chǎn)生提供了條件。

2．水泥和水用量的多少．也是氣 泡產(chǎn)生的重要原因。在試配混凝土 時(shí)．主要針對強度而考慮水泥用量， 如果在滿(mǎn)足混凝土強度的前提下，增 加水泥用量，從而減低水灰比，氣泡將大大減少(但這樣將增大工程成 本)。其原因是多余水泥漿可以填充因骨料級配不合理或者其它因素形成妁空隙．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)后成 為氣泡)減少。

另外．在水泥用量較少的低標號混凝土拌和過(guò)程中．由于水 化反應耗費的水較少，使得薄膜結合水、自由水相對較多。從而導致水泡 形成的機率增大．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。

3．某些混凝土外摻劑以及水泥自身的化學(xué)成份。也是導致氣泡產(chǎn)生的原因。因產(chǎn)生氣泡的機理要比物理原因復雜的多．所以，在選用外摻劑前， 應做必要的配比試驗。

工藝方面

在混凝土的拌和、灌注過(guò)程中， 容易混進(jìn)空氣，混凝土拌和物中的氣泡既不能自行逸出．也不會(huì )靠自身的重量將氣泡擠出．所以振搗是混凝土密實(shí)、排除氣泡的重要手段。通過(guò)振搗使骨料顆�；ハ嗫繑n緊密。將空氣帶著(zhù)一部分水泥漿擠到上部，氣泡借助振動(dòng)力冒出。振搗是否密實(shí)、氣泡能否排出與使用振搗器的類(lèi)型、振搗方法及模板表面處理等許多因素有關(guān)。

對于不同類(lèi)型的混凝土構件．要選用不同的振搗器。薄型的平面結構．如橋面鋪裝層等，一般用平板振搗器；厚型的結構．如基礎墩臺、矩形梁等用插入式振搗器：T型梁、箱梁、 工字梁的腹板可配以附著(zhù)式振搗器。

振搗時(shí)間的長(cháng)短與氣泡的排除有直接的關(guān)系。一般的講．振搗時(shí)間越長(cháng)。力量越大，混凝土越密實(shí)。但時(shí)間過(guò)長(cháng)。石子下沉、水泥漿上浮，會(huì )發(fā)生分層、泌水、離析現象，使有害氣體集中于頂部．形成“松頂”，同時(shí)對模板的強度、剛度和穩定性有更高的要求。如果時(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，達不到密實(shí)的目的。對于流動(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(cháng)；對于干硬性混凝土．則必須強力振搗。因此。要根據不同類(lèi)型的混凝土構件。確定混凝土振搗時(shí)間的長(cháng)短。振實(shí)的標志是：在振搗過(guò)程中，當混凝土無(wú)顯著(zhù)下沉。不出現氣泡、表面泛漿并不產(chǎn)生離析。

在一定條件下。延長(cháng)振搗時(shí)間， 可以提高振搗效果．但不能增加有效范圍。而有效范圍之內的氣泡才能在振搗過(guò)程中排出，所以選擇合理的振搗半徑是非常必要的。

通常情況下， 插入式振搗器的有效半徑為45～75厘米．插入間距一般控制在1500px以下．分層厚度不應大于振搗棒頭長(cháng)度的0．8倍。采用平板振搗器時(shí)，混凝土表面要全部振到，同時(shí)分層厚度不應大于500px。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(zhù)距離的增大而減弱．對于干硬性混凝土，振動(dòng)能的衰減越大，有效振動(dòng)距離越短．對于流動(dòng)性大的混凝土則相反。振搗器插入的速度也影響氣泡的排出。要求是“快插慢拔”，即插入速度要快．使上下部混凝土幾乎同時(shí)受到振搗，拔出時(shí)則要慢，否則振搗棒的位置不易被混凝土填實(shí)．容易形成空隙，對于干硬性混凝土更要注意．慢拔則空隙在振搗過(guò)程中聚合填實(shí)，利于氣泡外逸。

在橋梁工程施工中，混凝土構件主要使用大型鋼板整體成型，以便于模板的立拆。但大面積整塊鋼模無(wú)接縫，不利于多余水及空氣的排出．易形成氣泡。同時(shí)為便于脫模，常在鋼模表面刷油。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)鋼模刷油后有一定的粘滯力。使得接觸面的水不易跑動(dòng)，這樣 混凝土表面形成水泡(最終形成氣泡)的機率較大。因此，鋼模面積太大和油的粘滯力對氣泡的排出是不利的。

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現澆商品混凝土結構表面氣泡初探

我國是世界最大的水泥生產(chǎn)國，混凝土工程量也居世界之首，近年來(lái)對于混凝土技術(shù)研究雖然發(fā)展較快，但經(jīng)調查，混凝土表面的氣泡消除卻存在較少研究。目前，混凝土表面出現的氣泡，引起了建設單位、監理單位、商品混凝土供應單位以及施工單位多方的扯皮糾紛時(shí)有發(fā)生，每年發(fā)生的頻率無(wú)法統計。

在混凝土應用技術(shù)規范中規定，當混凝土含氣量每增加1%時(shí)，28天抗壓強度下隆5%。但若是加入優(yōu)質(zhì)的引氣劑，可以在混凝土中形成直徑20-200μm的微小氣泡，使氣泡不僅分布均勻而且密閉獨立，在混凝土施工過(guò)程中有一定的穩定性。從混凝土結構理論上來(lái)講，直徑如此小的氣泡形成的孔隙屬于毛細孔范圍或稱(chēng)無(wú)害孔、少害孔，它不但不會(huì )降低強度，還會(huì )大大提高混凝土的耐久性。而當混凝土表面的氣泡大于以上標準時(shí)，對混凝土將會(huì )帶來(lái)不利影響。

現就工程中存在的質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行分析。

一、商品混凝土結構氣泡產(chǎn)生的原因

（一）外加劑摻量

作為商品混凝土，為了保持長(cháng)時(shí)間的運輸和攪拌以及砼泵送的要求，必須要添加外加劑方可施工�，F在市場(chǎng)使用的外加劑基本上均為引氣型的減水泵送劑，這種外劑加入后，在攪拌混凝土過(guò)程中能引入大量均勻分布、穩定而封閉的微小氣泡。有了這些微小的氣泡，砼的保水性、和易性、可泵性等性能將會(huì )大大加強，同時(shí)對預拌混凝土的坍落度經(jīng)時(shí)損失率將會(huì )大幅降低。但隨著(zhù)引氣減水劑的類(lèi)型和摻量的不同，所產(chǎn)生的氣泡的數量和大小將會(huì )隨之改變。

（二）攪拌時(shí)間

混凝土攪拌時(shí)的時(shí)間對混凝土內部產(chǎn)生的氣泡也會(huì )有不同的影響�；炷�土在攪拌過(guò)程中，如果攪拌不勻，同樣的水膠比，外加劑多的地方所產(chǎn)生的氣泡就會(huì )多，而未拌合到外加劑的部門(mén)則會(huì )出現坍落度不均、坍損大、離析的現象。但同時(shí)，過(guò)分的攪拌混凝土又會(huì )使混凝土的攪拌的過(guò)程中所夾帶進(jìn)入的空氣氣泡越來(lái)越多，從而會(huì )產(chǎn)生一個(gè)負面的作用。

（三）脫模劑的作用

由于有些施工單位延用了老的脫模劑的使用習慣，常常使用的是機械廠(chǎng)回收下來(lái)的廢機油，這種廢機油對氣泡具有極強的吸附性，混凝土內存在氣泡一經(jīng)與之接觸，便會(huì )吸附在模板上而成型于混凝土結構的表面。還有一種脫模劑，即使是水性脫模劑但對混凝土產(chǎn)生的氣泡仍然有吸附的作用，使混凝土內的氣泡無(wú)法隨機械振搗而隨著(zhù)模板的接觸面逐步上升，從而無(wú)法排出混凝土內部所產(chǎn)生出來(lái)的氣泡。

（四）振搗情況

由于施工中振搗的環(huán)境不一，振搗手的操作對混凝土表面出現氣泡的多少也有著(zhù)根本的不同。作為混凝土結構，振搗越好混凝土的內部結構就會(huì )越密實(shí)，這要從兩個(gè)方面來(lái)解釋?zhuān)�一是分層振搗的高度，二是振搗的時(shí)間。從多次的試驗中可以看出，分層的高度即每次下料的高度越高，則混凝土內部的氣泡就越不容易往上排出。但振搗的時(shí)間越長(cháng)（超振）或越短（欠振）以及未振搗到的地方（漏振）對混凝土的表面氣泡缺陷就會(huì )越來(lái)越多。超振會(huì )使砼內部的微小氣泡在機械作用下出現破滅重組，由小變大。欠振和漏振都會(huì )使混凝土出現不密實(shí)而導致的混凝土自然也洞或空氣型的不規則大氣泡。

（五）混凝土配合比

從混凝土配比的設計中，當采用的水灰比越大，則混凝土結構表面所產(chǎn)生的氣泡就會(huì )越多。這主要是因為當混凝土攪拌所用的水達到飽和后，多余的水份就會(huì )被引氣劑將水珠從混凝土中游離出來(lái)而排出并吸附于混凝土結構的表面，當混凝土的強度在增長(cháng)后，多余水份就會(huì )被混凝土自身養護而吸收或隨著(zhù)空氣而蒸發(fā)發(fā)。原有混凝土內部或吸附于模板表面的水珠氣泡就會(huì )自然形成。

二、產(chǎn)生的氣泡對混凝土結構的危害

這里所說(shuō)的危害不能一概而論。實(shí)驗證明當混凝土中氣泡的粒徑在30-50nm以下時(shí)，或當混凝土的含氣量在4%以?xún)葧r(shí)，這些氣泡對增加混凝土的耐久性、抗凍性、抗摻性是有極大的好處的。當混凝土中通過(guò)引所劑的作用產(chǎn)生了很多微小的氣泡后，會(huì )使混凝土在地振的作用下減少混凝土的脆性而增大混凝土的韌性。所以不能因為摻加了引氣劑而所產(chǎn)生的氣泡均歸罪與它是不公的。

（一）降低了混凝土結構的強度

由于氣泡較大，減少了混凝土的截面體積，致使混凝土內部不密實(shí)，從而影響了混凝土的強度。

（二）降低了混凝土結構的耐腐蝕性能

由于混凝土表面出現了大量的氣泡，減少了鋼筋保護層的有效厚度，加速了混凝土表面碳化的進(jìn)程。

（三）嚴重的影響了混凝土的外觀(guān)。

三、混凝土表面有害氣泡的預防和整改措施

（一）從設計上控制水膠比和外加劑中氣劑的含量

在滿(mǎn)足施工要求坍落度的情況下，盡量減少水膠比，同時(shí)控制外加劑中引氣劑的含量不得大于規范規定的范疇。使混凝土中的含氣量：一般混凝土控制在4%以?xún)�，高柰號砼如C50-C60混凝土控制在3%以?xún)�。而水灰比越小，產(chǎn)生的氣泡會(huì )越少。

（二）原材料上控制引氣劑的質(zhì)量和含量

尤啟�。ㄒ�(jiàn)文章結尾）等高級工程師曾闡述，外加劑中引氣劑的質(zhì)量對混凝土表面產(chǎn)生的氣泡有著(zhù)本質(zhì)的影響，俗話(huà)說(shuō)治標應治本，所以對高標號、高性能混凝土我們一定要選用引氣氣泡小、分布均勻穩定的引氣型外加劑。盡量少用含松香類(lèi)型的引氣劑。這類(lèi)引氣劑摻入后產(chǎn)生的氣泡較大。

（三）從混凝土生產(chǎn)中解決產(chǎn)生氣泡的原因

如前所述，混凝土的不均勻攪拌會(huì )導致外加劑在混凝土中的不均勻分布，從而起不到外加劑的作用。特別強調的是：有的商品混凝土從出廠(chǎng)到施工現場(chǎng)需要很長(cháng)的運輸時(shí)間，這時(shí)由于有我坍損較大，有的廠(chǎng)家技術(shù)員利用外加劑進(jìn)行二次調配，在這種情況下一定要加強混凝土的攪拌均勻。但不是長(cháng)時(shí)間的攪拌，在項翥行主編的《建筑工程常用材料試驗手冊》中有明確的規定“引氣劑減水劑混凝土，必須采用機械攪拌，攪拌的時(shí)間不宜大于5min和小于3min”。攪拌的時(shí)間越長(cháng)，產(chǎn)生的氣泡也會(huì )越大。

（四）從施工工藝上來(lái)減少氣泡的產(chǎn)生

西安建筑科技大學(xué)的張潔博教授曾研究論證，從模板的脫模劑上來(lái)消除混凝土表面的氣泡會(huì )起到很好的效果。目前，在市場(chǎng)上已經(jīng)有很多單位研制出了具有消泡化學(xué)成份的脫模劑，這種消泡型的脫模劑在使用后，當混凝土產(chǎn)生的氣泡與模板表面脫模劑中所含的消泡劑相遇后，消泡劑會(huì )立即破滅或由大變小，由小變微。使混凝土表面起到極其平滑致密的效果。

（五）從施工方法上來(lái)解決產(chǎn)生氣泡的原因

在混凝土的施工過(guò)程中，我們應注意：應分層布料，分層振搗。分層的厚度以不大于1250px為宜，否則氣泡不易從混凝土內部往上排出。同時(shí)應注重混凝土的振搗，嚴防出現混凝土的欠振、漏振和超振現象。其“三振”現象產(chǎn)生的不良結果在前面已經(jīng)闡述，在此不再重復。

（六）采用后天補救的方法來(lái)解決已產(chǎn)生的表面氣泡

經(jīng)實(shí)踐證明，采用與商品混凝土同品種、同標號、同水泥和粉煤灰配制后，對商品混凝土構件表面所產(chǎn)生的細微氣泡進(jìn)行填補，會(huì )起到氣色澤一致、強度要求相當的效果。但填抹時(shí)，應在混凝土構件剛拆模時(shí)進(jìn)行，這樣當填抹的水泥粉料填入混凝土表面的氣泡中時(shí)，粉料會(huì )吸入混凝土內部的多余水份或是利用給混凝土養護的水份來(lái)自身發(fā)生水化、固化反應，從而基本達到混凝土原設計的強度。對較大的缺陷的氣泡修補應采用混凝土原漿進(jìn)行修補，但需經(jīng)建設單位和監督部門(mén)驗收認可后方可進(jìn)行。

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