浅究商品混凝土中气泡形成与预防对策

摘要：混凝土是当代最主要的土木工程材料之一。它是由胶凝材料，颗粒状集料（也称为骨料），水，以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌，密实成型，养护施工中的混凝土硬化而成的一种人工石材。混凝土具有原料丰富，低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大。同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点。这些特点使其使用范围十分广泛，但是在使用过程中，由于配比和技术操作的影响，很多工程中容易出现混凝土裂缝，这都对工程的质量造成了相当大的影响。
关键词：商品混凝土；气泡；原因；预防措施
混凝土在施工过程中会产生各种各样的气泡，总的可以分为微观气泡和贯穿气泡两大类，由于微观气泡是不可避免的，造成的空隙很小，肉眼不可见，而且对工程质量的影响很小，对混凝土的承重、防渗等一些基本的使用功能不会产生危害，所以并不会导致重大的问题，允许其存在。微观气泡不断的扩展和连通，最终就会形成可见的宏观气泡，这些气泡在荷载力和物理或化学的因素影响下，不断的发生各种变化，久而久之则会影响工程的质量，导致一系列的问题，甚至会出现贯穿孔，严重的影响混凝土的质量和水密性、气密性，所以研究混凝土的气泡产生的原因及预防，和后期处理措施是非常重要的。本文就将对这个问题进行阐述。

1 商品混凝土中气泡的形成、特征和作用

为了获得良好的工作性和可泵性,商品混凝土中会加入引气型减水泵送剂。这是一种高表面活性物质,会明显降低混凝土中水的表面张力,使更多的水分子脱离其表面,在水膜表面定向排列,包围引入的空气,产生大量的微小气泡。微小气泡是气体分散于液体后所形成的多相分散体系,气相是分散相,液相是分散介质,吸附有表面活性剂的气液界面上的液体构成了气泡的液膜。气泡为气—液两相体系,气泡的液膜是很薄的,只有几纳米厚。而当气泡的液膜粘附有大量水泥等固体颗粒后,气泡由单纯的液膜变成液—固复合膜,液膜变厚,弹性增强,所以气泡存在的稳定性大大加强。由于混凝土浆体的密度大,混入浆体中的气泡,相互间受到的挤压力大,液膜不坚固时很容易破灭。但能够存在的气泡,因其液膜的韧性好,液膜坚固, 便很稳定也很难破裂。混凝土在振捣过程中,大量微小独立存在的气泡可能相遇,一旦相遇,二者即发生粘附,彼此粘贴在一起。两个大小不等的气泡被一液膜相隔时 ,小气泡中的压力通常大于大气泡中的压力,于是小气泡中的气体冲破液膜进入大气泡中,结果两泡合并,如此反复作用后,可形成许多大尺度气泡，最后再聚结成更大的气泡。
商品混凝土中直径20-200μm的微小气泡分布均匀而且密闭独立，直径如此小的气泡形成的孔隙属于毛细孔范围或称无害孔、少害孔。由于气液两相密度相差大,水泥浆体中的气泡有上升到液面的趋势，新拌混凝土本身的粘度阻碍了气泡的向上移动,在没有振动发生时,这些气泡可以稳定、独立地存在于混凝土浆体中,有效地改善混凝土拌合物的保水性和可泵性,它不但不会降低强度，还会大大提高混凝土的耐久性。实验证明当混凝土中气泡的粒径在30~50nm以下时，或当混凝土的含气量在4%以内时，这些气泡对增加混凝土的耐久性、抗冻性、抗掺性是有极大的好处的。而当混凝土表面的气泡大于以上标准时，对混凝土将会带来不利影响，因为在混凝土的表面出现大于上述要求的气泡时，我们认为会对混凝土产生以下影响：
(1) 降低混凝土结构的强度：由于气泡较大，减少了混凝土的截面体积，致使混凝土内部不密实，从而影响了混凝土的强度。当混凝土含气量每增加1%时，28天抗压强度下降5%。
(2) 降低混凝土结构的耐腐蚀性能：由于混凝土表面出现了大量的气泡，减少了钢筋保护层的有效厚度，加速了混凝土表面碳化的进程。
(3) 严重地影响混凝土的外观。

2 混凝土结构表面气泡产生的原因

引起混凝土结构表面气泡的原因较多,也较复杂,但经过归纳,在施工中产生气泡的最主要原因是由于材料、施工方法不当和施工环境不适所造成的。

2.1 原材料使用不当

（1）水泥用量不足、采用比表面积较小的水泥、或混凝土含砂率大, 含砂率大的混凝土气泡很难上升逸出。
（2）配合比不当：高等级混凝土水泥用量多,水灰比小,混凝土坍落度小,较粘,气泡不易排出。
（3）模板板题：模板表面不光滑,模板表面脱模剂太粘而滞留或粘住气泡,即使振捣合理,气泡也不易排出。
（4）外加剂的问题：商品混凝土为了保证混凝土的可泵性,往往在混凝土中加入适量的引气剂,由于各种引气剂性能有较大的差异,因此在混凝土中呈现的状态也不尽相同,有的引气剂在混凝土中形成较大的气泡,很容易形成联通性大气泡,如果再加上振动不合理,大气泡不能完全排出,使混凝土结构表面产生气泡。

2.2 施工方法不当

（1）《混凝土泵送技术规程》(GB/T10-95)中规定“混凝土浇注分层厚度,宜为300~500 mm”但是在实际施工时,往往浇注厚度都偏高,由于气泡行程过长,即使振捣的时间达到要求,气泡也不能完全排出,这样也会造成混凝土结构表面气泡。
（2）振捣工艺不当,混凝土振捣不充分; 混凝土振捣过程中,微小气泡相互接近,再聚结成稍大的气泡,然后上升到混凝土表面,上升过程中,大气泡比小气泡的速度快,但是当浆体粘度大到一定程度时,大尺度气泡上升是很困难的。此时,由于混凝土与模板处水灰比较大,浆体粘度低,浆体量相对混凝土内部较多,所以,一部分气泡便聚集于此,形成混凝土表面气泡。正是这种气泡的存在，严重影响混凝土的表面质量、强度和耐久性。
（3）墙体内大型预留洞口底模未设排气孔,混凝土对称下料时产生气囊,或钢制模板封闭太严,表面排气困难。设计断面尺寸比较小,截面变化处不容易振捣,气泡也不易逸出。
（4）不合理使用脱模剂,新拌混凝土结构面层的气泡一旦接触到粘稠的脱模剂,即使合理的振捣,气泡也很难沿模板上升排出,直接导致混凝土结构表面出现气泡。

2.3 施工环境不适当

（1）由于气泡内部含有气体,因此气泡体积变化与环境温度特别敏感。环境温度高时气泡体积变大,气泡承载力变小,容易破灭；环境温度低时气泡体积变小,承载力较大,不容易形成联通气泡。即使混凝土结构面层有气泡,气泡也很小,对混凝土结构外观影响不大,由此，使人们联想到冬夏季混凝土结构面层好于春秋季。春秋季节昼夜温差较大,因此敷着在混

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凝土结构表面的气泡体积变化也很大。
（2）当混凝土面层水泥浆体的强度小于气泡强度时,气泡体积随环境温度变化而变化,气泡周围的水泥浆体也随之变化,随着时间的推移，水泥浆体的强度不断增加,当气泡周围水泥浆体达到一定强度时,再不随气泡体积变化而变化,如果此时正赶上气泡直径最大时,势必给混凝土面层留下孔洞。

3 混凝土结构表面气泡预防措施

（1）选用质量优良的外加剂和水泥,最可靠的办法是多选择几种作试验。从性能、用量上做比对，选取最佳品种。
（2）选择合适的水灰比,通过试验的方法进行比较,从中选择既能保证混凝土强度,又能使混凝土的可施工性能最佳的水灰比。建议在高等级混凝土中尽量选用等级高的水泥,以减少水泥用量,降低粘度,另要尽量取小的水灰比,减少自由水的出现。同时混凝土的级配应合理,确定适宜的砂率,严格控制针片状颗粒的含量。
（3）模板应尽量采用新的木模和定型钢模板,并且对模板进行精细处理,确保表面光滑,模板表面脱模剂优先选用模板漆,并涂刷均匀。对模板截面尺寸变化处,安装附着式振捣器,确保该部位振捣充分。
（4）重视混凝土的振捣,确保振捣符合规范规定。为充分振捣密实,振捣间距应当减小,振捣时间酌情延长,并尽量选用高频振捣棒。浇注混凝土时,尽量减少每层厚度,每层厚度不得超过30 cm,并且在振捣棒上作深度标记,确保振捣充分。
参考文献：
王亮;;浅析混凝土裂缝产生原因及预防办法[J];中小企业管理与科技(下旬刊);2011年06期
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