预制T梁混凝土表面气泡成因分析及防治措施

易平

【摘 要】文章通过对成都经济区环线德阳至简阳段高速公路第6标段预制T梁气泡成因、危害以及解决方法等剖析，分别从混凝土原材、脱模剂选用及施工工艺等方面提出了防止T梁预制中气泡的生成，将T梁预制中气泡的潜在威胁控制在一定范围内，旨在提高本标段内所有预制T梁混凝土的整体品质和外观。

【关键词】T梁；表面气泡；原因；防治

一、工程简介

德简高速土建6标段，位于德阳市中江县山区，线路全长16.005公里，大桥2022米（12座）；中桥1384米（4座）。在本标段共设两个梁场，其中30mT梁共514片、40mT梁224片、20m箱梁240片，总计978片。混凝土设计强度等级为C50，设计塌落度160～200mm。于2017年9月预制，定于2018年6月底完成全部预制，在施工中使用机械振捣和人工振捣的方式同时进行浇筑。

二、所遇问题

（一）问题现象

通过对本标段预制的前10片30m T梁外观检测及剖析，发现T梁混凝土腹板及马蹄位置气泡比较多，如下图1，下图2（黑点处）。因为气泡较多，以致混凝土不密实，局部位置出现“漏骨”现象，不仅使后期修补十分困难，严重影响预制梁的外观，而且还会使混凝土的强度降低，降低结构物的耐久性。

（二）气泡成因分析

针对外观质量分析，经过多方咨询并上网查阅资料，对现场T梁混凝土表面气泡的产生进行了仔细的分析如下：

1.气泡：在混凝土浇筑过程中，上下层混凝土之间会形成一定的空隙，如果布料厚度大、振捣不到位，空隙中的气体就无法及时排出。如果模板打磨不到位、脱模剂选择不合理也会使气泡附着在模板表面，难以排出。

2.水泡：混凝土生产过程中，水胶比变大，使混凝土中有多余的自由水，通过振捣时无法顺利排出。

3.原材自身级配不好，导致整个级配中空隙率变大，粗集料中含有过多的针片状颗粒，细集料含泥量超标，或者混凝土生产过程中由于空隙率变大，细集料不足以填充粗集料之间的空隙，导致集料不密实，从而产生较多气泡，最直观的表现为石子外露。

三、影响混凝土表面气泡排出的各种因素

（一）水泥

气泡与水泥的类型关系非常密切，助磨剂在水泥生产过程中会产生太多的气体，水泥细度太细，生产的混凝土含气量将显著增加。

（二）外加剂

加入一定数量的高效减水剂在混凝土生产过程中十分普遍，但是减水剂具有一定的含气量，由于减水剂与混凝土在混合搅拌均匀后，气体难以排出，所以减水剂的含气量会影响混凝土表面的最终外观质量。因此，在混凝土配合比设计过程中，选择质量稳定的减水剂，并同时对其含气量进行检测，以满足混凝土的整体性能要求。

（三）粗骨料

由于T梁钢筋间距太小，粗集料的最大有效粒径不得大于钢筋间距的3/4，否则粗集料容易附着在钢筋上，增加混凝土的空隙，导致混凝土不密实，难以排出气体。采用连续级配，使其空隙率達到最小，严格控制粗集料中的针片状含量，也有利行混凝土振捣过程中气体的排出。

（四）细集料

由于混凝土在生产过程中，细集料主要起填充何用。材料级配不合理，粗细不一，将会改变混凝土的和易性，导致混凝土离析或流动性变化。如果细集料变粗，则会使集料空隙更大，导致混凝土不易密实，产生更多的气泡，所以混凝土生产时应该提高砂率；细集料变细，则会在粗集料周围形成更多的水泥砂浆，让混凝土变得更黏稠，不仅混凝土流动性不好，而且也不利于气体的排出，混凝土生产时应该降低砂率。

（五）混凝土

混凝土的和易性是其内部气泡产生及排出的关键所在，良好的流动性和黏聚性将使其在施工过程中更加密实，保证含气量能控制在2.5%-3.5%之间，不仅能提高混凝土的强度，还会增加混凝土的耐久性。

（六）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 。

如果搅拌时间过短，以至于混凝土搅拌不匀，外加剂多或粗集料多的地方会产生更多的气体。但搅拌时间过长又会使混凝土内部形成的气体越来越多，很难通过振动排出。一般预制梁的混凝土搅拌时间可以控制在120～180s。

2.脱模剂使用不当会影响气泡的排出。

施工单位开始采用脱模剂是废机油兑柴油，这种混合油对气泡具有极强的吸附性，混凝土内的气泡一经接触，便会吸附在模板上难以排出。

3.振捣情况影响气泡的排出。

由于施工环境的不同，所以混凝土的和易性、环境温度都会促使振捣手根据实际条件采用多种振捣工艺，不同的施工工艺也会使得混凝土表面气泡的多少有着根本的不同。混凝土和易性越好，粗集料中针片状越少，振捣过程中，混凝土内部就越密实，气体就越容易排出。预制梁施工过程应采用分层浇筑，由两边至中间，采用高频振捣和人工振捣联合施工。防止施工过程中过振或欠振、漏振，每层布料厚度适宜，避免出现混凝土离析（过振）或内部空洞（欠振、漏振），影响气体排出。

四、解决办法及处理措施

（一）优化混凝土配合比

预制T梁混凝土设计强度C50，在混凝土优化过程中严格控制水泥细度、强度等技术指标，I级粉煤灰选择过程中，严格控制其需水量、细度、烧失量等关键指标，粗集料用5-20mm连续级配碎石，要求其各项指标不得低于II级（特别是针片状含量），破碎面不得低于70%；细集料采用河砂，细度模数控制在2.6-2.9之间，严格控制小于0.3mm或大于0.6mm的粒径数量。可适当增加减水剂中的引气成分用以调整混凝土的配合比，在确保混凝土强度的前提下，通过对原材控制对预制梁混凝土配比做出不同的调整，保证施工和易性及耐久性，控制其含气量在2.5%-3.5%之间。

（二）模板endprint

由于马蹄倒角处气泡较多，对腹板附着式高频振动器的安装位置进行合理调整。使腹板附着式高频振动器至少分两层布置，马蹄上沿部分、腹板中部高低错落布置，竖向间距约50cm，横向间距约1.5 m，如下图3。混凝土浇筑施工时第一层布料厚度应低于马蹄倒角上沿部分，振捣时更便于将马蹄部分气泡排出。此外，严格控制模板面板的清理打磨施工，这样可使气泡在振捣时顺着钢模面板处由下往上排出。选择产品稳定，性能优越的脱模剂，不仅可使混凝土面平整光滑，颜色一致，有光泽，提升混凝土外观质量；还可影响到模板面上气泡的聚集和附着，以至于振捣时气泡能顺利排出。

（三）优化施工工艺及方法

在施工过程中采用分层浇筑，砼布料采用“纵向分段、竖向斜分层，先两端再中间”，这种施工工艺虽然时间较长、施工进度较慢。但是可保证在前一层混凝土排除完气泡后再布料下一层混凝土，这样混凝土内的大量气泡都能排出。通过试验，竖向严格按照30～40 cm分层布料振捣，保证第一层布料厚度不超过马蹄倒角上沿部位，同时开动腹板和马蹄上沿处高频附着式振动器，根据混凝土的和易性、流动性合理控制振捣时间（15-45s）。第一层振捣完成后采用“由边到中，竖向斜分料”均匀布料，砼放料过程中采用腹板高频振捣器和人工插入式振捣器交替振捣，，以振捣至混凝土表面泛浆、无气泡为准，同时应防止发生因振捣时间过长而出现混凝土过振的现象， 导致粗集料沉底，浆体上浮；也应防止欠振、漏振导致砼表面“漏骨”现象。运用该方法连续浇注混凝土后，外观则会较为美观，既可避免产生施工缝，又可以避免砼在振捣过程中因流动过大而造成离析。

五、调整结果

通过上述一系列改进措施，最终浇筑后的T梁外观有了明显改观，如下图：

六、结束语

通过对预制梁表面气泡的成因分析，分别从混凝土的原材料、模板加工、脱模剂的选择、施工工艺等方面下手，通过上述措施不仅让混凝土黏聚性、和易性、流动性满足施工要求，浇筑后的预制T梁表面平整，有光泽；而且通过对预制T梁的跟踪检查，有效控制了混凝土表面气泡的大小和数量，达到了很好的效果。

参考文献：

[1]JTG/T F50-2011 公路桥涵施工技术规范

[2]GB/T 14685-2011 建设用碎石、卵石

[3]GB/T 14684-2011 建设用砂

[4]GB/T 50146-2014 粉煤灰混凝土應用技术规范

[5]GB 8076-2008 混凝土外加剂

[6]年华，兰志忠. 探讨高性能混凝土在道路桥梁行业工程中的应用[J]. 世界华商经济年鉴 城乡建设，2013，（ 4） ：16-17endprint