巖土工程師輔導(dǎo)：混凝土表面氣泡問(wèn)題

　　摘　要：通過(guò)對(duì)澇河水庫(kù)混凝土氣泡進(jìn)行具體分析試驗(yàn)，總結(jié)出產(chǎn)生氣泡的諸因素，從控制砂子細(xì)度模數(shù)、調(diào)整混凝土配合比、改進(jìn)施工工藝、提高混凝土密實(shí)度等方面，提出了消除混凝土氣泡的方法。

　　關(guān)鍵詞：混凝土，氣泡，配合比

　　引言

　　澇河水庫(kù)除險(xiǎn)加固溢洪道改建工程是由山西省水利建筑工程局澇河水庫(kù)項(xiàng)目部承建，該工程由引渠段、控制段、泄槽段、消力池段組成，全長(zhǎng)355m ，總跌差27m ，溢流堰底高程550.0m，泄槽段縱坡0. 01～0. 1774 ，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，該工程混凝土總量1.7萬(wàn)m3，鋼筋制安560t ，混凝土單元工程量較小，澆筑塊數(shù)多，日澆筑強(qiáng)度大。墻體混凝土采用分層澆筑法，在工程施工初期，每澆筑完一塊墻體時(shí)，拆模后均發(fā)現(xiàn)混凝土上部50cm范圍出現(xiàn)大小不等、分布不均勻的氣泡現(xiàn)象，針對(duì)這一現(xiàn)象，專(zhuān)門(mén)組織有關(guān)人員分別從原材料、配合比、施工工藝三方面查找原因，采取排除法，最終找到解決氣泡的方案。

　　1、試驗(yàn)方法

　　1)通過(guò)控制砂子細(xì)度模數(shù)和中砂粗粒含量，避免混凝土中砂漿的自分離現(xiàn)象(即避免較細(xì)的砂子顆粒攜帶部分水泥漿在混凝土振搗過(guò)程中從砂漿中分離出來(lái)形成表面浮漿) ，解決混凝土表面浮漿問(wèn)題。

　　2)通過(guò)調(diào)整混凝土配合比，改善混凝土拌合物和易性，提高混凝土抗分離能力，解決混凝土分層及氣泡集中問(wèn)題。

　　3)通過(guò)改進(jìn)施工工藝，提高混凝土密實(shí)度，解決混凝土表面氣泡缺陷。

　　2、試驗(yàn)用原材料

　　2. 1 細(xì)骨料[ 1 ] 混凝土用砂為細(xì)砂、中砂混合料，其中細(xì)砂為西池產(chǎn)天然河砂，細(xì)度模數(shù)不小于1. 60 ;中砂為王開(kāi)產(chǎn)天然砂，細(xì)度模數(shù)不小于3.2 ，且粗料含量(10 mm 以上顆料含量) 小于15 %.

　　2. 2 粗骨料[ 1 ] 混凝土用石為小石、中石二級(jí)骨料，其中小石為浮山產(chǎn)5mm～15 mm 人工碎石;中石為臨汾河西產(chǎn)20 mm～40 mm 人工碎石[ 1 ] .

　　2. 3 膠凝材料 混凝土膠凝材料為臨汾市建材水泥廠生產(chǎn)的堯都牌32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。

　　2. 4 外加劑 外加劑為山西省建筑科學(xué)研究院生產(chǎn)的XGY 型引氣減水劑。

　　2. 5 水 混凝土拌合及養(yǎng)護(hù)用水為庫(kù)區(qū)水。

　　3、試驗(yàn)工藝

　　3. 1 拌和

　　采用HZS1500 雙臥軸強(qiáng)制式攪拌機(jī)攪拌。

　　3. 2 運(yùn)輸

　　原材料利用裝載機(jī)鏟運(yùn)至拌合站配料機(jī)，熟料由自卸汽車(chē)直接從拌合站接取運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)的儲(chǔ)料斗中，再由挖機(jī)挖取，同時(shí)進(jìn)行二次攪拌，喂料入倉(cāng)。

　　3. 3 入倉(cāng)、平倉(cāng) 混凝土入倉(cāng)落差控制在2m以內(nèi)，澆筑按30cm～50cm為一層進(jìn)行。

　　3. 4 振搗 采用EX50 型手持電動(dòng)軟軸插入式振搗器振搗。

　　4、試驗(yàn)組合及目的

　　模擬實(shí)際施工將試塊體積放大采用大模板支撐，試塊長(zhǎng)1.0 mm～2.0 mm ，寬0.6 m～0.9 m，高1.2 m～2.0 m ，鋪料厚度為40cm～50cm.試驗(yàn)組合采用10種配合比排列進(jìn)行試驗(yàn)，目的如下：

　　1)在保證混凝土拌合物具有較好抗分離性前提下，確定細(xì)砂最小摻量，解決混凝土振搗過(guò)程中分層問(wèn)題。

　　2)在保證混凝土振搗過(guò)程不離析前提下，確定混凝土拌合物的最大坍落度。

　　3)在保證混凝土能振搗密實(shí)前提下，確定混凝土拌合物的最小坍落度。

　　4)在保證混凝土拌合物振搗后均質(zhì)、密實(shí)前提下，確定最佳工藝參數(shù)及振搗方法。

　　5、試驗(yàn)結(jié)果

　　通過(guò)對(duì)1～10 試塊混凝土拌合物和易性、振搗密實(shí)及排氣的難易程度，綜合分析拆模后混凝土表面平整度、氣泡大小及分布規(guī)律等因素，結(jié)合以前小試塊的試驗(yàn)結(jié)果得出以下規(guī)律[ 2 ] ：

　　1)混凝土中細(xì)砂的比例在35%～60%范圍時(shí)，細(xì)砂含量越大，混凝土拌合物的抗分離性越差，振搗過(guò)程越易分層造成上部氣泡集中;細(xì)砂比例在20%～35%范圍時(shí)，混凝土拌合物在振搗過(guò)程中基本不分層，但細(xì)砂含量越小，混凝土拌合物的和易性越差。最終確定細(xì)砂含量為35%時(shí)，混凝土拌合物具有較好的抗分離性。

　　2)混凝土拌合物坍落度小于2.5cm時(shí)，易形成粗骨料離析，同時(shí)不易振搗密實(shí);坍落度大于4.5cm 時(shí)，不易排氣，同時(shí)在振搗過(guò)程易分層。

　　3)混凝土振搗時(shí)，振搗棒孔距為30cm，振搗時(shí)間為50s～60s，振搗棒來(lái)回拔動(dòng)2次～3 次，按常規(guī)的方法再振搗一次較優(yōu)。

　　4)在其他條件不變前提下，鋪料厚度40cm與50cm的混凝土振搗后其密實(shí)性、表面平整度基本一致。

　　6、結(jié)論

　　6. 1 調(diào)整后混凝土配合比 各種材料比例為水泥∶水∶砂∶石= 1∶0. 45∶2. 05∶3. 95 (重量比) . 單方材料用量為水(kg) ∶水泥( kg) ∶砂子( kg) ∶石子( kg) ∶外加劑(kg) = 143∶318∶652∶1 267∶4. 77 . 細(xì)砂、中砂比例為：細(xì)砂∶中砂= 35∶65 (重量比) . 小石、中石比例為：小石∶中石= 45∶55 (重量比).

　　6. 2 施工工藝 混凝土坍落度：2. 5 cm～4. 5 cm. 鋪料厚度：50 cm. 振搗孔距：30 cm. 振搗時(shí)間：50 s～60 s ，具體以混凝土表面不再明顯逸出氣泡為準(zhǔn)。振搗方法：每孔振搗均上下拔動(dòng)2 次～3 次，振搗完后，最后一層再振搗一次，孔位與前錯(cuò)開(kāi)，孔距不變，以利排氣。

　　7、結(jié)語(yǔ)

　　只要分析清楚氣泡的成因，找出相適宜的方法，混凝土的表面氣泡是可以消除的。值得注意的是，氣泡的產(chǎn)生往往不是單一原因造成的，解決的方法也不是一成不變的，應(yīng)該具體問(wèn)題具體分析。 另外，在消除氣泡問(wèn)題的同時(shí)要綜合考慮其他技術(shù)指標(biāo)，不能片面強(qiáng)調(diào)某一方面，否則將會(huì)顧此失彼，得不償失。

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