混凝土结构表面气泡产生的原因及防治措施

唐清兵

摘要：混凝土气泡防治是一个比较复杂的问题，加强对混凝土结构表面气泡产生的原因及防治措施的研究，有利于提高混凝土结构的施工质量。本文笔者对混凝土结构表面气泡产生的原因及防治措施进行了探讨，希望对相关从业人员具有借鉴意义。

关键词：混凝土结构,表面,气泡,原因,措施

中图分类号： TV331 文献标识码： A

前言：混凝土项目施工中会因材料、配比、施工、养护等操作因素而产生大量的气泡，当气泡的体积过大时就会成为有害气泡，不但影响混凝土结构的稳定，而且会影响混凝土结构的强度。 工程技术人员应该对混凝土气泡的预防和处理工作加强研究和探索，通过规范材料、配比、施工和养护等各项操作，达到有效防治混凝土气泡的目的。

混凝土表面气泡产生原因分析

混凝土表面气泡产生是由很多因素造成的，下面就其主要原因作详细分析：

水胶比的影响

水胶比也是导致混凝土表面气泡产生的重要原因。水胶比过大时，胶凝材料在水化过程中，多余水分的一部分排出吸附在混凝土与模板之间，随后在空气中蒸发，会使混凝土硬化后在表面形成气泡。在用水量不变情况下，胶凝材料随着水胶比的减小而增大，胶凝材料用量过多，混凝土的粘度增大。在胶凝材料用量不变的情况下，用水量随着水胶比增大而增大，用水量过大，混凝土内引入的气体就越多。在施工过程中，一定量的气体排出集结在混凝土与模板之间，混凝土硬化后在其表面形成气泡。

2.外加剂以及水泥和掺合料自身成分及性能有关

使用混凝土外加剂的目的，是为了满足混凝土的强度、工作性、耐久性、经济性。为了使混凝土能满足以上性能要求，外加剂得到了广泛的应用。但目前市场上常用的减水剂都具有一定的缓凝引气效果，不同类型的减水剂或不同掺量都会影响混凝土的含气量，使混凝土表面气泡增多。一般掺减水剂的混凝土表面气泡数量比不掺减水剂的混凝土多,而且减水剂掺量越大影响越明显。水泥品种对混凝土表面气泡也有一定的影响，普通硅酸盐水泥比粉煤灰硅酸盐水泥配置的混凝土表面气泡要多。水泥和掺合料种类以及用量的不一样，缓凝时间不一样，混凝土的粘度就会不同。一般情况下，粉煤灰掺量越大、缓凝时间越长，混凝土的粘度就越大。

3.混凝土浆集比的影响

混凝土是由多种材料结合而成，粗集料起到骨架的作用，细集料填充粗集料的空隙并包裹粗集料，水泥浆填充细集料的空隙并包裹细集料。混凝土中浆体在填充骨料的空隙后要有一定的富余，以使混凝土保持良好的强度和工作性。如果在配合比设计和生产过程中存在浆集比偏小，就会造成集料不密实，形成自由空隙，因而产生气泡，甚至产生麻面或空洞。反之，随水泥浆增多会引入大量的水，同时细集料用量越多，混凝土中引入的气体就越多，从而使硬化后的水泥混凝土表面存在气泡。

4.骨料级配不良，粒型不好，针片状颗粒含量过多

在施工过程中，由于骨料级配不良，粒型不好，针片状颗粒含量较多，致使细集料不足以填充粗集料间的空隙，集料本身未达到最紧密堆积，给气泡的形成提供了可能。砂子级配不良或模数较小，特别是粒径在0.15～0.6的细集料含量多时，能使混凝土拌合物含气量增大。砂子细度模数波动较大，施工配合比计算不准等导致实际的砂率较大或较小，都会使混凝土的含气量增大，引起混凝土表面形成气泡。

5.与混凝土搅拌及运输有关搅拌时间不合理

搅拌时间过短会使混凝土搅拌不均匀，气泡的分布及密集程度不同。试验表明，在相同条件下，搅拌时间在3min左右时，混凝土中的气泡分布达到均匀。但随着搅拌时间增长，混凝土中引入的气泡会增多。搅拌时间在12min左右时，混凝土的含气量达到最大，继续搅拌,混凝土中的含气量就会逐渐减少。如果运输过程时间较短，混凝土罐车对混凝土的搅拌也会引入气泡。若运输过程时间较长或罐车搅拌速度快，混凝土到达现场后含气量损失严重，致使坍落度损失较大。为了保证混凝土的工作性，施工中往往进行二次投料搅拌，这样更会引入大量气体，使混凝土表面形成气泡。使用聚羧酸外加剂的混凝土表现尤为明显。

6.施工工艺方面的原因

在混凝土灌注过程中，由于浇筑层太厚，即使振捣时间、振捣半径、振捣工艺达到要求，而气泡沿模板行程过长,致使气泡难以完全排出,从而造成混凝土结构表面气泡产生。由于设计断面尺寸比较小甚至有内倾斜面（比如T梁下端的马蹄部位），截面变化处，气泡也不易排出。使用附着式振捣器时，由于振动频率高，很短时间内混凝土就能达到密实状态，而混凝土中的气体大量排出却附着在模板上，一时间难以排出，最后在混凝土表面形成气泡。混凝土振捣不充分，不按规范操作或振动设备选择不合理等，均是表面气泡产生的因素。

二、混凝土表面气泡的预防措施

针对混凝土表面气泡产生的不同原因，可以采取以下措施进行预防。

1.根据混凝土强度等级、结构类型、耐久性指标等，合理选择水泥品种、强度等级及掺合料，同时应选择质量可靠、性能稳定的大厂家。根据所选用的水泥品种及混凝土耐久性指标选择适当的掺和料，如粉煤灰、矿渣等。掺粉煤灰时一般不超过15%，粉煤灰硅酸盐水泥不得再掺粉煤灰；矿渣硅酸盐水泥不得再掺矿渣粉；根据工程需要，如果采用双掺，一般粉煤灰掺量不大于矿粉掺量。

2.根据混凝土强度等级、结构类型、运输方式、施工工艺、使用外加剂的主要目的和质量控制目标，选择质量稳定、减水率合适，并对耐久性及长期性不会产生不利影响的品种。通过化学定性适应性试验确定其最佳掺量，一般选择三个厂家。根据试验结果，通过技术经济比较等，确定首选厂家和备选厂家。

3.严格按照规范规定，设计满足最大水胶比和最小胶凝材料用量要求的初步配合比，并进行外加剂剂量定量适应性试验。通过试配调整胶凝材料用量及比例、外加剂掺量、砂率、集料级配等，确定有良好工作性及有关要求的基准配合比。根据基准配合比进行强度和耐久性测试调整，最后优化得到具有良好强度、工作性、耐久性、经济性的混凝土配合比，有效预防混凝土表面气泡的产生。

4.选择质量稳定的料原，严把材料质量关，对进场的各种原材料按照规范要求进行检验。控制好骨料的针片状颗粒含量、含泥量、级配及细度模数，加强混凝土质量控制。生产混凝土时，一定要对骨料的含水率及时进行检测，随时对施工配合比进行调整，保证混凝土的水胶比和砂率与理论配合比一致，从而减少混凝土表面气泡。

5.根据混凝土结构截面、振捣设备，确定分层浇筑厚度，一般不超过50cm。在浇筑混凝土时，一定要均匀投放，逐步推进浇筑，减少混凝土水平流动距离，避免离析现象。使用插入式振动器振捣时，要遵循“快插慢拔”，振动器应插入到下层混凝土中，不得用振动器推赶混凝土至模板侧，而要从模板侧向中间振捣混凝土，不得漏振，欠振或过振，保证混凝土均匀密实及外观质量。附着震动时与振动器数量、安装位置有关，施工中应按混凝土结构形式及配合比布置安装振动器的位置及间距，控制好振动时间和先后顺序，适时进行复振，减少混凝土表面气泡。复振是消除混凝土结构表面气泡最有效的方法之一。

三、结束语

实践表明，以上针对混凝土表面气泡采取的预防措施都取得了极佳的效果，所以在对混凝土施工时，一定要对它的原料选取和配比、施工工艺等诸方面进行严格的质量控制，并且要对整个施工过程进行全程跟踪，这样才能确保混凝土的质量。也就是说混凝土表面形成的气泡，只要找到原因所在，采取合适的方法解决，就能够消除。应当注意的是，混凝土表面气泡产生的原因很多，因而要对不同因素造成的气泡采取合理的处理方法。

参考文献

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[2]郭明洋,杨荣俊,张金喜.水灰比对混凝土气泡特征参数影响的试验研究[J].混凝土,2007(12).