混凝土結(jié)構(gòu)表面蜂窩麻面形成原因及抑制方法

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摘要：隨著建筑業(yè)飛速發(fā)展，科技水平不斷提高，工程對混凝土的各種性能要求越來越高，工程不僅要求混凝土工作性能好、強(qiáng)度指標(biāo)高、耐久性好等，而且還要求混凝土結(jié)構(gòu)有光潔如鏡的外觀，尤其是清水混凝土結(jié)構(gòu)要求更為突出，為此給我們提出一個新的課題，即如何保證混凝土結(jié)構(gòu)表面無蜂窩麻面，光潔如鏡。一、混凝土結(jié)構(gòu)表面蜂窩麻面形成的內(nèi)部原因1.混凝土含氣量過大，而且引氣劑質(zhì)量欠佳。目前泵送混凝土用量較大，為了保證泵送混凝土的可泵性，往往在泵送混凝土中加人適量的引氣劑。由于各種引氣劑性能有較大的差異，因此在混凝土中呈現(xiàn)的狀態(tài)也不盡相同，有的引氣劑在混凝土中會形成較大的氣泡，而且表面能較低，很容易形成聯(lián)通性大氣泡，如果再加上振動不合理，大氣泡不能完全排出，肯定會給硬化混凝土結(jié)構(gòu)表面造成蜂窩麻面。2.混凝土配合比不當(dāng)，混凝土過于黏稠，振搗時氣泡很難排出。由于混凝土配合比不當(dāng)，例如膠結(jié)料偏多、砂率偏大、用水量太小、外加劑中有不合理的增稠組分等，都會導(dǎo)致新拌混凝土過于黏稠，使混凝土在攪拌時就會裹人大量氣泡，即使振搗合理，氣泡在黏稠的混凝土中排出也十分困難，因此導(dǎo)致硬化混凝土結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)蜂窩麻面。3.由于混凝土和易性較差，產(chǎn)生離析泌水。為了防止混凝土分層，混凝土入模后不敢充分振搗，大量的氣泡排不出來，也會導(dǎo)致硬化混凝土結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)蜂窩麻面。有一些水泥廠為了增大水泥細(xì)度，提高水泥早期強(qiáng)度，又考慮節(jié)約電能，往往在磨粉時加人一些助磨劑，例如木鈣、二乙二醇、三乙醇胺、丙二醇（l.2）等物質(zhì)，由于其中一些助磨劑有引氣性，而且引入的氣泡不均勻且偏大，也會給硬化混凝土結(jié)構(gòu)表面造成蜂窩麻面。二、解決混凝土內(nèi)部不利因素的方法1.選擇使用優(yōu)質(zhì)的引氣劑。優(yōu)質(zhì)的引氣劑在混凝土中引人的氣袍直徑宜在10—200微米，氣泡表面能比較高，氣泡在混凝土中分布比較均勻（平均間距不大于0.25毫米）。筆者先后試驗了11種引氣劑對混凝土含氣量、抗壓強(qiáng)度、凝結(jié)時間以及摻引氣劑經(jīng)時含氣量損失等，認(rèn)為以丹寧酸和旅烯為主要原材料的引氣劑綜合性能較好。2.降低混凝土黏稠度。適當(dāng)調(diào)整混凝土水灰比、砂率、膠結(jié)材料用量以及外加劑的組分，改善混凝土的黏稠性，也可以提高混凝土結(jié)構(gòu)窗層的質(zhì)量。3.控制新拌混凝土和易性。如果混凝土離析泌水，嚴(yán)格控制振搗時間，必須適時進(jìn)行復(fù)振。4.如果水泥中含有引氣組分，在拌制混凝土?xí)r應(yīng)在其中加入消泡劑。例如加入適量的磷酸三丁脂、有機(jī)硅消泡劑、聚醚類消泡劑以及表面張力低于30達(dá)因/厘米的許多助劑，都可以消除其中的氣泡。三、混凝土結(jié)構(gòu)表面蜂窩麻面形成的外部原因在《混凝土泵送技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定“混凝土澆注分層厚度，宜為300-500毫米”，但是在實際施工時，往往澆注厚度都偏高，由于氣泡行程過長，即使振搗時間達(dá)到規(guī)程要求，氣泡也不能完全排出，這樣也會給硬化混凝土結(jié)構(gòu)表面造成蜂窩麻面。不合理使用脫模劑是造成硬化混凝土結(jié)構(gòu)表面蜂窩麻面的主要原因。目前脫模劑市場比較混亂，良莠不齊，產(chǎn)品大致分以下幾大類：礦物油類、乳化油類、水質(zhì)類、聚合物類和溶劑類等。就礦物油類脫模劑而言，不同標(biāo)號的機(jī)油黏度也不盡相同，即使是同標(biāo)號的機(jī)油，由于環(huán)境溫度不同，黏度也不相同，氣溫高時黏度低，氣溫低時黏度高。當(dāng)氣溫較低時，附著在模板上的機(jī)油較黏，新拌混凝土結(jié)構(gòu)面層的氣泡一旦接觸到黏稠的機(jī)油，即使合理振搗氣泡也很難沿模板上升排出，直接導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)蜂窩麻面。有一些單位充分注意到這一點，在機(jī)油中加入部分柴油，用來降低脫模劑的黏度，這樣做能起到一定作用，但是仍不能取得令人滿意的效果。水乳類脫模劑目前在市場上比較多，但是有一些產(chǎn)品選用的乳化劑引氣性較大，也會給混凝土結(jié)構(gòu)面層造成蜂窩麻面。動植物油進(jìn)行脂化的艦?zāi)┏霈F(xiàn)的問題較多，其原因是產(chǎn)品中含有引氣性比較大的乳化劑及增稠劑，會給混凝土結(jié)構(gòu)面層帶來極大的影響。模板材質(zhì)不同也會使混凝土結(jié)構(gòu)面層出現(xiàn)不同的狀態(tài)。溶液和各種固體接觸后都會形成不同的接觸角，水泥漿體也不例外，接觸角越小液體在固體上附著力越強(qiáng)（用余弦定理可以解釋）。在日常生活中常用的“不粘鍋”其面層就涂了聚四氟乙烯（商品名稱叫特夫?。?，在生產(chǎn)實踐中大家都知道在其他條件相同的前提下，使用尿醛樹脂壓制的竹或木模板成型的混凝土面層質(zhì)量比用鐵模板成型的混凝土面層質(zhì)量有明顯的提高。環(huán)境溫度對混凝土結(jié)構(gòu)面層的質(zhì)量也有影響。由于氣泡內(nèi)部含有氣體，因此氣泡休積變化對環(huán)境溫度特別敏感，環(huán)境溫度高時氣泡休積變大，氣泡承載力變小，容易破滅。環(huán)境溫度低時氣泡體積變小，承載力較大，不容易形成聯(lián)通氣飽。即使混凝土結(jié)構(gòu)面層有氣泡，氣泡也很小，對混凝土結(jié)構(gòu)外觀影響不大，由此使人們聯(lián)想到冬、夏季混凝土結(jié)構(gòu)面層好于春、秋季。春、秋季節(jié)晝夜溫差較大，因此附著在混凝土結(jié)構(gòu)表面的氣泡體積變化也很大，當(dāng)混凝土面層水泥漿體的強(qiáng)度小于氣泡強(qiáng)度時，氣泡體積隨環(huán)境溫度變化而變化，氣泡周圍的水泥漿體也隨之變化，隨著時間的推移水泥漿體的強(qiáng)度不斷增加，當(dāng)氣泡周圍水泥漿體達(dá)到一定強(qiáng)度時，再不隨氣泡體積變化而變化，如果此時正趕上氣泡直徑最大時，勢必給混凝土面層留下孔洞。四、解決混凝土外部不利因素的方法1.嚴(yán)格按《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》中的規(guī)定執(zhí)行，每層混凝土澆注厚度不應(yīng)大于50厘米。2.選擇使用優(yōu)質(zhì)的脫模劑。3.在有條件的情況下應(yīng)優(yōu)先選用尿醛樹脂壓制的竹、木模板進(jìn)行成型。4.復(fù)振是消除混凝土結(jié)構(gòu)面層蜂窩麻面最有效的方法之一。筆者曾在北京某工地發(fā)現(xiàn)6個混凝土橋礅表面下部平整光潔，越往上氣泡越多，最上層氣泡最多，一個橋礅用同一批混凝土，甚至用同一車混凝土，而且上下模板相同，結(jié)果呈現(xiàn)不同的狀態(tài)。查其原因主要是振搗第二層混凝土?xí)r不自覺地又振搗了第一層，振搗第三層時不自覺地又振搗了第二層和第一層，按此作法橋礅下部的混凝土等于多次受振搗，因次外觀平整光潔，越往上相對振搗次數(shù)逐漸減少，因此整個橋墩面層由下到上氣泡逐漸增多。盡管在《混凝土泵送技術(shù)規(guī)程》中明確規(guī)定：間隔20-30分再復(fù)振一次，春、秋季節(jié)進(jìn)行混凝土施工時尤其重要。據(jù)筆者長期在施工現(xiàn)場觀察，實際這樣操作的單位鳳毛麟角，應(yīng)引起施工管理人員高度重視。5.合理使用消泡劑。消泡包括兩方面的含義，一是“抑泡”，即防止氣泡或泡沫的產(chǎn)生；二是“破泡”，即是將已產(chǎn)生的氣飽（或泡沫）消除掉。消泡劑除了發(fā)泡體系的特殊要求外，還具備消泡力強(qiáng)，用量少；加到起泡體系中不影響體系的基本性質(zhì)；化學(xué)性穩(wěn)定，耐氧化性強(qiáng)；在起泡性溶液中的溶解性好；無生理活性，安全性高等特性。另外使用效果與消泡劑的品種、摻量有很大關(guān)系，往往選擇不當(dāng)或摻加量不合適都不會達(dá)到預(yù)期效果。一般外加劑中都含有減水劑，目前使用的減水劑大多數(shù)為陰離子型表面活性劑。當(dāng)外加劑加人到混凝土中后，使混凝土中拌合用水的表面張力不同程度地下降，埋伏下了起泡的因素，在混凝土攪拌或制作過程中會產(chǎn)生不必要的氣泡，國外發(fā)達(dá)國家很早就發(fā)現(xiàn)了這個問題，他們在許多外加劑中都摻人了適量的消泡劑，用來消除有害的大氣泡。目前國內(nèi)在混凝土外加劑中摻加消泡劑的產(chǎn)品比較少，尚未引起外加劑廠家（尤其是復(fù)配外加劑廠家）的足夠重視。