混凝土表面气泡的识别与处理研究

齐群磊

（石家庄市西柏坡高速公路运营中心，河北石家庄 050000）

0 引言

混凝土的外观气泡不仅影响观感，同时也会对混凝土的耐久性和结构安全产生影响[1]。混凝土表面气泡产生的原因较为复杂，从河砂级配、减水剂、混凝土整体的坍落度、含气量、塑性黏度、脱模剂选择、布料厚度、振捣均会对混凝土表面气泡产生影响，不少学者进行了相关研究[2-6]。这种针对某一因素或多个因素对混凝土气泡影响的研究从室内结果来看均具有积极的研究价值，但从工程实际操作中，往往需要根据现场施工效果去逆推产生的原因以便找出改进措施。若对可能造成表面气泡的因素进行一一排除[7]，不仅工作量大，从工期上考虑也不现实。目前对气泡产生原因进行定性分析的文章较少，而混凝土表面气泡问题究竟是混凝土自身的问题还是振捣原因导致还需进一步论证，因此本文从气泡的形状、尺寸、数量、分布等表现形式对几种常见的气泡进行归纳总结，尝试建立气泡特征与气泡产生原因间的对应关系，并提出相应的处理方法，希望可为处理工程实际问题提供帮助。

1 不规则大气泡

不规则大气泡通常尺寸大于10mm，轮廓不规则。此类气泡为混凝土浇筑时混凝土与模板未完全贴合产生的空隙，振捣时空隙中空气未排出所致，属于固-气界面[8]。具体产生的原因一方面是由于混凝土黏稠度过大，主要由于减水剂掺量不足或坍落度损失过大造成；另一方面是混凝土构件在施工过程中振捣不到位或漏振，导致气泡无法排出，进而形成气泡。以下对容易出现的几种气泡形式进行分析。

（1）混凝土表面存在的尺寸大而轮廓形状不规则的气泡，通过仔细观察发现，该气泡内壁粗涩，内表面浆体存在凸起的砂粒，气泡深度较大。实际情况为该构件于冬天浇筑成型，气温较低影响了减水剂的早期分散效果，混凝土比较黏稠、填充效果较差，浇筑时混凝土与模板间存在较大的空隙，由于气温较低且施工效率过高，振捣时漏振形成气泡。

（2）为墩柱表面不规则气泡，气泡内表面粗涩，但深度较浅，分析认为墩柱浇筑时混凝土流动性较好，由于墩柱浇筑高度较大，空气在侧向混凝土的压力下被压缩，故而呈扁平状。对于该类情况在加强施工振捣后效果得到明显改善。

（3）混凝土表面不规则大气泡，气泡轮廓狭长，深度较大，与（1）、（2）两种情况不同之处在于该气泡内表面光滑，分布相对均匀。在实际施工过程中由于粉煤灰质量不稳定，吸附减水剂情况明显，导致减水剂效果无法充分发挥，混凝土出机坍落度只有160mm，且流动性很差，进而导致空气在振捣作用下难以溢出，在更换粉煤灰后，混凝土结构物外观明显好转。

通过以上三类气泡病害的案例分析可以看到，不规则大气泡产生的主要原因基本为混凝土自身和易性差或施工振捣不足导致，同时也存在两种因素都存在的情况，在具体病害处置过程中可根据气泡的深浅、分布是否相对均匀进行判断。同时，为避免出现形状不规则的大气泡，应注意控制混凝土坍落度及坍落度损失，以确保混凝土流动性在合理范围内。

2 混凝土表面椭圆形气泡

椭圆形气泡为混凝土表面出现较多的一种气泡，其直径一般为1～10mm，内壁光滑。部分气泡存在水泥浆壳膜，按压后内部呈现光滑内表面。部分水泥浆壳膜在拆模时会脱落或黏附在模板上。

经分析，该种椭圆形气泡产生的原因一方面为混凝土用水量偏高或浮浆较多，导致混凝土中存在游离减水剂，降低了混凝土液相的表面张力，当混凝土中自由水较多时，为气泡的形成创造了条件[9]。这种情况下，气泡孔径会相对较小（约3～5mm），分布上会呈现局部较密集的情况；另一方面原因为混凝土自身较为黏稠或施工过程中振捣不到位，导致部分气泡未能随振捣溢出，反而在振捣棒拔出后缓慢迁移至模板表面，进而形成带壳气泡。

对于椭圆形气泡问题的处理，可采取控制混凝土的坍落度、在减水剂中掺入消泡剂、适时进行二次振捣的方式改善该问题。控制混凝土的坍落度过大及在减水剂中增加消泡剂可以有效制约混凝土内部气泡的形成；随着水泥的水化，混凝土中自由水和减水剂被逐渐消耗，二次振捣后破裂的气泡不易重新形成，从而改善混凝土表面椭圆形气泡问题。

3 混凝土表面针眼状气泡

针眼状气泡轮廓接近圆形，直径通常小于1mm。该种气泡产生的主要原因为：

（1）河砂中细颗粒比例较高、混凝土黏稠、使用劣质脱模剂等原因，该类原因导致小气泡在振捣作用下难以汇聚成大气泡排出。

（2）混凝土自身含气量偏高，导致振捣时出现气泡聚集的现象。

对于针眼状气泡的处理，可采用降低混凝土黏度，也可优选水性脱模剂代替油性脱模剂，以便于气泡溢出或破裂[10]。当含气量偏高时（如大于4%），可降低减水剂中引气组分掺量或掺入消泡组分、控制混凝土用水量以降低混凝土的含气量。

4 间隙气泡

间隙气泡通常尺寸较大，轮廓大多不规则，可局部密集出现，其最大的特点为气泡中多见裸露的粗骨料。分析认为导致间隙气泡产生的原因，一方面为混凝土坍落度过大，在浇筑预制梁、护栏等构件时，在强振捣作用下，出现浆骨分离的情况，进而造成局部骨料堆积，粗骨料周围砂浆较少形成气泡；另一方面为减水剂与水泥适应性不良，造成砂浆对粗骨料的包裹性差，施工布料时局部容易出现粗骨料聚集，此外，混凝土粗集料级配不合理或砂率偏低也是造成砂浆对粗骨料包裹性差的一个重要原因。

5 结论

本文对几种常见混凝土表面气泡形式进行了梳理，对不同气泡种类进行了识别，并对相应的病害原因进行了分析且提出了相应的解决方案。

（1）对于不规则大气泡，可根据其分布是否均匀、气泡深度大小来判断其产生的主要原因。当不规则大气泡分布相对均匀、深度较大时，气泡产生一般与混凝土自身和易性不良有关，可以从原材料质量控制方面入手，注意控制混凝土的坍落度损失；当不规则大气泡分布局部集中、气泡深度较浅时，气泡产生一般与振捣不足有关，可以从加强施工振捣，避免漏振欠振方面解决该问题。

（2）对于椭圆气泡问题，可根据椭圆气泡分布的密集程度、泡径分布、表面是否存在水泥浆壳膜来判断其产生的原因。当气泡分布局部较密集、气泡大小也多集中在3～5mm时，一般情况下椭圆形气泡的产生跟混凝土用水量偏高或浮浆较多、减水剂中消泡组分不足有关，对于此类气泡的处理可考虑采用二次振捣或在减水剂中掺入一定量的消泡组分予以解决。而当椭圆气泡数量较少、泡径较大时（大于5mm），一般情况下此类气泡的产生与混凝土自身较为黏稠或施工过程中振捣棒提出速率较快有关，可以从改善混凝土的和易性、施工过程中降低振捣棒的提棒速率方面解决该问题。

（3）对于针眼状气泡问题，该类问题与混凝土自身含气量高或由混凝土黏度大有关，当含气量大于4%时，可采用降低引气组分含气或掺入消泡组分等措施以降低含气量；当含气量小于等于4%时，可采取改善混凝土和易性、优选水性脱模剂的方案予以解决。

（4）对于间隙气泡问题，可以通过调整减水剂的适应性或调整混凝土粗骨料级配，以改善混凝土的包裹性；同时，对于钢筋密集部位，应着重注意控制混凝土的坍落度和振捣力度，避免过振。