混凝土表面氣泡問題綜合分析

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引言
　　澇河水庫除險(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，針對這一現(xiàn)象，專門組織有關(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程中從砂漿中分離出來形成表面浮漿） ，解決混凝土表面浮漿問題。
　　2）通過調(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題。
　　3）通過改進(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)，熟料由自卸汽車直接從拌合站接取運(yùn)至施工現(xiàn)場的儲料斗中，再由挖機(jī)挖取，同時(shí)進(jìn)行二次攪拌，喂料入倉。
　　3. 3 入倉、平倉 混凝土入倉落差控制在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，解決混凝土振搗過程中分層問題。
　　 2）在保證混凝土振搗過程不離析前提下，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
　　通過對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，振搗棒來回拔動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[ 2 ] 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2 次～3 次，振搗完后，最后一層再振搗一次，孔位與前錯(cuò)開，孔距不變，以利排氣。
　　7、結(jié)語
　　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)該具體問題具體分析。 另外，在消除氣泡問題的同時(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，否則將會顧此失彼，得不償失。