混凝土表面气泡多的形成原因及预防措施

雷 鸣

(山西振兴公路监理有限公司,山西 太原 030006)

混凝土表面气泡多的形成原因及预防措施

雷 鸣

(山西振兴公路监理有限公司,山西 太原 030006)

介绍了混凝土表面气泡产生的危害，针对混凝土表面形成气泡的原因，从原材料、配合比、施工工艺等方面，提出了混凝土表面气泡的预防措施，以减少混凝土表面气泡的数量，延长构件的使用寿命。

混凝土，气泡，水泥，配合比

公路桥涵工程的混凝土施工，均为清水模施工，也就是不进行装饰抹灰。因此，混凝土的外观质量至关重要。混凝土的外观质量既是JTG/T F50—2011公路桥涵施工技术规范、JTG F80/1—2004公路工程质量检验评定标准的要求，也是影响混凝土实体抗冻、抗渗、抗腐蚀、减缓混凝土碳化速度、延缓钢筋锈蚀、延长构件使用寿命的重要影响因素，混凝土表面形成的气泡，成为空气、水、二氧化碳、有害的腐蚀性液体、酸性液体的通道，对钢筋的锈蚀及混凝土的徐变，是盐类结晶的环境条件。

混凝土的表面气泡成为一种普遍现象，很难消除，但我们可以通过一定的措施减少混凝土表面的气泡的数量和直径。

1 混凝土表面形成气泡的原因

1.1 材料

1)水泥。

a.气泡的数量与水泥的品种密不可分，主要是水泥在生产过程中使用了专用助磨剂，而助磨剂的生产厂家很多，质量差异大，成分很复杂，大多含有较多的表面活性剂。在这些活性剂的作用下，往往会有大量的气泡产生。

b.水泥属于一种碱性活性混合材料，碱含量较高。而碱含量越高，含气量越大。

c.水泥的细度对气泡形成的影响。目前生产的水泥，强度普遍较高，富余系数大，主要是在水泥生产过程中球磨效果好，水泥的细度小的结果。水泥细度小，水泥强度高，但因此也能导致混凝土的含气量增加。

2)外加剂。

目前，在混凝土配合比设计时，为减少水泥用量，改善混凝土的和易性，调整混凝土的初、终凝时间，一般都要添加外加剂，最常见的就是减水剂。几乎所有的减水剂都有一定的引气效果。

不同类型的减水剂(外加剂)不同掺量的比例，对气泡产生的数量和大小，有着直接的影响。一般来说，减水效果越好，产生的气泡越多，掺量越大，产生的气泡越多。

在外加剂的作用下，引入的气泡数量和质量是不稳定的，少量的气泡可改善混凝土的和易性，但如果含气量过大，则成为有害气泡。滞留在混凝土内部，降低了混凝土的密实性，增加了混凝土的孔隙，缩短了徐变时间，减少了混凝土的寿命，而且，因气泡形成孔隙，导致应力集中，降低了混凝土的承载力，如果气泡聚集在混凝土表面，形成开放式的通道，造成的危害前文已经提到，在此不再赘述。

3)外掺剂。

外掺剂也会直接影响气泡的数量。

a.常见的外掺剂是粉煤灰。粉煤灰本是火力发电厂的废料，掺入混凝土中变废为宝，因粉煤灰中有一定的活性成分，因此，除改变混凝土的工作性能，减少混凝土的温度裂缝，降低水化热外，还可以节约一部分水泥，掺入少量的粉煤灰，会形成胶合料，从而填充骨料之间的空隙，减少气泡的产生，但凡事皆适可而止，若掺加过量的粉煤灰，将导致混凝土的粘性增加，影响气泡的逸出。

b.另一种外掺剂是蔗糖，蔗糖可作为外加剂的一部分组分，也可以单独作为外掺剂用于混凝土中。蔗糖作为外掺剂，用于混凝土中，可以提高混凝土表面的光洁度、亮度，但它的负面影响是使混凝土的粘性过高，影响气泡的逸出，增加混凝土表面的气泡。

4)碎石。

碎石级配不合理，粗骨料偏多，大小不当，或者碎石中的针片状颗粒含量偏多，未形成连续级配，大小粒料难以形成相互嵌固，将会形成自由空隙，为气泡的产生提供了空间条件。

5)砂。

砂的级配不合理，大于4.75 mm的颗粒偏多，而小于0.3 mm颗粒比例大，比表面积大，空气含量多，如果细砂的比例大，混凝土拌合物抗分离性越差，振捣过程中越容易分层，造成上部气泡集中。

6)石粉(机制砂)。

部分地区因天然砂缺乏，或海砂不合格，只能使用石粉。或机制砂，而机制砂的颗粒表面比天然砂的表面粗糙，摩擦力加大，粘滞性大，也不利于气泡的逸出。

1.2 配合比

1)砂率偏小。

若配合比砂率偏小，不足以填充粗粒料的空隙，将会导致粒料不密实，形成自由空隙，为气泡的产生提供了空间条件。

2)水泥用量偏小。

若水泥用量偏小，会导致水泥浆浆体无法充分填充骨料间的空隙，形成自然空隙，增加气泡的数量。

3)水灰比偏大。

若水灰比偏大，将导致薄膜结合水、自由水相对较多，从而让气泡形成的几率增大。如果自由水处于混凝土实体外侧、靠近模板的部位，拆模后自由水充占的部位就形成气泡。

4)坍落度不合适。

坍落度的大小应与施工方法相匹配，不宜过小，也不宜过大，一般应控制在120 mm～180 mm之间，如果混凝土坍落度小于120 mm，很容易形成粗骨料离析，而且不易振捣密实。

5)级配不合理。

混凝土配合比设计的理想状态是各粒料之间互相填充，嵌固，通过水泥浆粘结在一起，因此，要求粗集料必须达到连续级配。

1.3 混凝土的拌合

混凝土的拌合不合理也会造成气泡的增加，主要影响因素如下：

1)拌合时间短。

按照相关规定的要求，拌合时间不宜太短，一般要求为40 s～60 s，如果有外加剂，时间适当延长，一般为不加外加剂的普通混凝土的拌合时间的1.5倍。但部分施工单位盲目追求混凝土的出料效率，把拌合时间一压再压，导致拌合不均匀，也容易形成离析而使局部产生较多的气泡，而且因为拌料不均匀，使气泡产生的密集程度不同，使局部气泡集中。

2)投料顺序不当。

尤其是添加外加剂的混凝土，在拌合时外加剂投料先后顺序很重要。必须在使用前认真阅读外加剂的使用说明书，并进行试拌，通过试拌确定投料顺序，如果投料顺序搞反，也会产生大量的气泡。

3)外加剂的剂量不准确。

目前外加剂多为粉剂、水剂，也有部分膏剂，对于水剂因停置时间长，会造成上下含量不一。含量少，难以有效发挥外加剂的作用，含量过大，会产生较多的气泡。膏剂一般不能直接使用，一般用一定温度、一定比例的水进行溶解、稀释，在实际使用中和水剂相同，对于粉剂，更容易形成局部超量产生大量气泡的问题。

4)外加剂与水泥不匹配。

如果外加剂与水泥不匹配，混凝土拌合后会发生强烈反应，出现离析，并且因剧烈的化学反应会产生大量的气泡。

1.4 形状特殊的混凝土构件

部分混凝土构件形状特殊，也不利于气泡逸出。例如桥梁上的防撞墙折角部位、空心梁、空心板、十字形梁、弧形收口的构件、上小下大的梯形构件如肋板的斜面等等，这些部位因气泡难以逸出，很容易滞留在混凝土构件表面，形成气泡。

1.5 模板

模板表面的光滑程度对产生的气泡数量有很大的影响。如果采用表面光滑的模板产生的气泡就少，当采用表面粗糙时产生气泡就多。

实践证明，钢模板较木模板的气泡少，铝模板较胶合模板的气泡少，新模板较旧模板气泡少，打磨到位的钢模板比漏模、少磨、不磨的模板气泡少，镜面木模与普通竹胶板和木模板气泡少。

1.6 脱模剂

1)脱模剂选用不当。

部分施工单位为节约成本，使用修理厂收集的废机油作为脱模剂，而废机油不仅仅会污染混凝土表面，导致色差较大，更主要的是，废机油对油泥有很大的吸附性，混凝土内存在的气泡一经与脱模剂(废机油)接触，便会吸附在成型混凝土结构的表面。

部分正规的脱模剂也可能对气泡有吸附作用，导致气泡难以随混凝土的振捣而随模板表面上升，而形成气泡。

2)脱模剂涂刷不均匀。

如果脱模剂涂刷不均匀，也会造成气泡增加。

1.7 施工工艺

1)混凝土振捣时，振捣器的插入间距偏大。

各种插入式振捣器的有效范围一般与振捣的功率有关，与振捣器的直径有关，其影响半径不同。若振捣器的插入间距超过影响半径，就像漏振一样，气泡很难有效逸出。

2)混凝土振捣器的抽拔速度过快。

混凝土振捣时，一般讲究“快插慢拔”“直上直下”，如果抽拔(提棒)速度过快，气泡未来得及随振捣棒上升，会形成气泡聚集。

3)混凝土浇筑分层高度偏大。

规范要求混凝土浇筑的分层高度一般控制在40 cm左右，如果浇筑分层高度过大，振捣器插入深度不足，或未插入下一层混凝土中，气泡难以排出。

4)混凝土振捣时间不妥。

混凝土振捣时间要恰当，过长或过短都不好。

如果振捣时间过长，属于超振(过振)，混凝土内部的微小气泡在激振作用下出现破灭并重新进行组合，形成更大的气泡。

如果振捣时间太短，属于欠振，会使混凝土出现不密实，从而导致混凝土出现自然空洞及空气型的大气泡。

还有一种情况就是漏振，即局部未振捣到位，也会出现大气泡。

1.8 施工陋习

施工条件千变万化，在混凝土灌车运输过程中，可能因运距过长，气温过高，中途堵车，车辆出现故障等原因，导致运到现场的混凝土坍落度损失较大，混凝土的工作性差，甚至出现出料困难，这时，施工人员会擅自往混凝土里加水，导致混凝土的水灰比增大，使混凝土的孔隙率变大，形成气泡，更有甚者，竟然向混凝土灌车中加减水剂，不仅会产生大量的气泡，还会严重降低混凝土强度和耐久性。

2 预防措施

1)原材料。

a.水泥。尽量优选品牌水泥，优选以往使用且效果好的水泥，首选普通硅酸盐水泥。b.外加剂。尽量选用引气量小的外加剂，并严格控制外加剂的用量。c.碎石。选用级配良好碎石，采用3种～4种单粒级配的碎石进行科学掺配，严格控制针片状颗粒含量。d.砂。优选Ⅱ级中砂，提高拌合物的抗分离能力。e.外掺剂。正确理解掺加外掺剂的设计理念，不盲目加大外掺剂(特别是粉煤灰)的数量，减少对气泡的粘滞作用。

2)配合比。

a.权衡考虑砂率的大小，形成良好的密级配。b.保证足量的水泥用量。c.严格控制水灰比的大小，减少自由水的数量。d.根据工艺要求，施工条件，选用合适的坍落度，尽量控制在120 mm～180 mm之间，对于坍落度不符合要求的混凝土宁可退场弃用，不可勉强使用。

3)混凝土的拌合。

a.保障足够的拌合时间。b.通过试配和产品证明书，选择合理的投料顺序。c.严格控制外加剂的掺量，对于水剂外加剂，要经常进行翻搅，保持相同的浓度。d.外加剂必须与水泥匹配，正式使用前进行试配，一旦变换厂家、品种，必须重新进行配合比设计。

4)对于形状特殊的构件，要进行单独的专项施工方案，借鉴类似的工作经验。

5)模板。

尽量采用大型钢模板，最好选用新购置的模板，并选用优质脱模剂，涂刷要均匀。

6)施工工艺。

a.混凝土振捣时，振捣器的插入间距、插拔速度、插入角度、振捣时间正确。开工伊始，要进行首件产品的试验、总结、认证。b.杜绝施工陋习。严禁通过加水、加外加剂调整混凝土的坍落度，一经发现，必须把混凝土清场，并对责任人进行严惩。

3 结语

引起混凝土表面的气泡多的原因很多，而现场出现气泡多的外观缺陷也往往是由多方面原因造成的，因此要预防这种情况，需要多管齐下，综合治理，才能收到良好效果。

On reasons for bubbles on concrete surface and prevention measures

Lei Ming

(ShanxiZhenxingRoadInspectionCo.,Ltd,Taiyuan030006,China)

The paper introduces the hazards for the bubbles on the concrete surface, and points out the prevention measures for the bubbles on the concrete surface from the raw materials, proportional ratio, and construction craft according to the reasons for the bubbles on the concrete surface, so as to reduce the number of the bubbles on the concrete surface and prolong the lifespan of the members.

concrete, bubble, cement, proportional ratio

1009-6825(2017)22-0139-03

2017-05-25

雷 鸣(1982- ),男，助理工程师

TU528

A