混凝土表面产生气泡及色差原因分析.docx

混凝土表面产生气泡及色差原因分析1气泡问题混凝土表面气泡主要是混凝土中的气泡无法顺利排出并聚结在模板边缘的后果。混凝土的表面气泡问题比较复杂，需要从材料和施工工艺两方面着手。1.1 材料部分墩身混凝土使用C40混凝土，采用泵送工艺。水泥为武汉亚东P042.5水泥。河砂为岳阳中砂，细度模数2.52.8。碎石采用马坡口5Iomm和1020mm两级配碎石。减水剂为武汉港湾新材料有限公司生产的CP-J聚拨酸减水剂，水采用地下水。理论配合比如表1所示。由StokeS原理可知，气泡上升的速度与气泡大小成正比，与粘液的粘度成反比，因此粘度越小，气泡溢出越容易。而坍落度反映的是混凝土的屈服强度，即通过调节减水剂掺量和用水量，可以得到两组坍落度相同但粘度存在明显差异的混凝土。所以除坍落度要求外，还需要使用倒坍落度时间来控制混凝土状态。通过长期试验总结倒坍落度时间控制在815s时，混凝土表面气泡较少。此外控制混凝土的含气量也十分重要，混凝土中气泡按来源可分为空气泡、减水剂引入的气泡、引气剂引入的气泡。合格的引气剂引入的气泡相对稳定，一般不会聚结成大气泡溢出。但是掺入引气剂后，混凝土粘度增大，增加了其它种类气泡溢出的阻力。空气泡可以认为是混凝土固有气泡。水灰比、砂率、水泥细度与用量、粉煤灰掺量等都会对混凝土含气量产生影响。混凝土中这类气泡属于不稳定气泡，在振捣时容易结合成大气泡溢出。而减水剂引入的气泡粒径小，不稳定、不规则，相对于空气泡难以排出，对混凝土表面影响较大。所以在减水剂复配时，需要掺入一定量的消泡剂以消除减水剂中的介稳气泡。1.2 施工工艺施工工艺对混凝土表面气泡有直接影响，需要特别注意振捣时间、振捣间距等。相关资料显示，随着振捣时间延长，气泡变化过程可分为3个阶段。如图1所示，在最开始一段时间内随振捣时间延长，混凝土中大气泡数量迅速减少。而继续延长振捣时间，混凝土表面大气泡数量又开始增加，达到峰值后又逐渐下降。王迎春通过试验得到类似的结论。通过分析认为，第一阶段混凝土表面气泡迅速减少是因为空气泡中小气泡在振捣作用下迅速结合为大气泡溢出。而减水剂引入的介稳气泡，泡径较小，经振捣一段时间后才开始结合，表现为第二阶段大气泡数量随振捣时间延长而增加。所以存在一个合适的振捣时间，使得混凝土表面大气泡数量存在一个极小值。施工中混凝土表面出现浮浆，没有明显气泡冒出时即可以停止振捣。从硬化混凝土表面气泡的特征推断问题出现的大致原因，有利于找到改进的方向。表面气泡特征大致可分为气泡分布是否均匀、数量多少、气泡形状、泡径大小四个方面。混凝土表面出现大的、不规则的气泡很可能为振捣时漏振所致。若混凝土表面气泡较少,但多以大气泡出现，形状接近圆形，混凝土光泽度好，可能为浇筑时混凝土坍落度较大，振捣时浮浆出现早而欠振所致，对应图1中第一阶段。当混凝土表面出现均匀分布的、大量针孔状小气泡时，可能的原因为浇筑的混凝土粘度较大导致小气泡难以移动聚结成大气泡，或脱模剂效果较差。若水波纹和气泡一同出现，则说明混凝土过振，对应图1中第二阶段。2色差2.1 材料部分与表面气泡问题相似的是，混凝土色差问题也可以大致分为混凝土材料部分和施工工艺部分。从材料方面来讲，材料的质量波动可造成混凝土色差的出现。如粗集料中花岗岩与石灰岩颜色差异较大，两者混用时易导致颜色突变。不同批次水泥存在细度、混合材成分、标准稠度需水量差异时，混凝土表面硬化后易出现颜色不一致的状况。当用水量控制不好导致混凝土坍落度波动大时也会出现色差的问题，如图2所示混凝土上下表面存在明显的分界线。造成这种现象的原因为水胶比存在差异导致水泥水化程度不同，混凝土呈现不同的颜色。水灰比大时混凝土中水泥水化程度高，生成更多的氢氧化钙，混凝土颜色偏白。而水灰比小时混凝土颜色较青。施工过程中，水泥温度、粉煤灰需水量、砂石集料含水率、含泥量等都会引起混凝土用水量的变化。集料含水率会随堆放时间和气温变化而变化，引起坍落度出现波动，需密切关注搅拌电流的变化。而细集料吸水率大时，会明显增大混凝土的用水量并引起明显坍损，需要引起特别注意。粉煤灰出现质量波动时也会造成明显影响。图3为两批粉煤灰拌制的混凝土，使用灰色粉煤灰拌制的混凝土状态良好，而使用发黑粉煤灰的混凝土坍落度、坍落扩展度都较小。分析认为黑色粉煤灰会明显吸附减水剂，当为获得良好的流动性而增大用水量时，易引起混凝土表面颜色差异。2.2 施工工艺施工工艺对混凝土表面色差会有直接影响。从模板的准备到脱模剂的涂刷再到混凝土的振捣都会对混凝土表面色差产生影响。为避免铁锈的出现，施工过程中需对模板进行精细化处理。施工前对模板进行打磨，反复清洗直至用纸擦拭不出现明显污迹时，才进行脱模剂的涂刷工作。为保证脱模剂涂刷均匀，特采用滚轮进行涂刷。当模板上涂刷脱模剂不均匀时，会导致混凝土表面出现黑斑。脱模剂涂刷完后立即覆盖薄膜防止污染。此外施工过程中要注意振捣均匀，防止过度振捣使混凝土出现离析。3结论混凝土表面气泡和色差问题影响因素较多，需要从材料和施工工艺上共同控制。a.从混凝土角度来讲，需要做好原材料控制，保证材料质量不出现明显的波动。严格控制混凝土坍落度和用水量。控制混凝土含气量，注意消除减水剂中的介稳气泡。除坍落度外控制好混凝土的粘度。b.从施工工艺角度来讲，需要控制振捣时间、振捣间距并注意进行二次振捣，保证模板平整无污渍。通过对比效果选用合适的脱模剂并注意涂刷均匀。通过上述措施，可以较好地控制混凝土的外观问题。c对现场出现的问题需要不断地进行总结与分析，当出现类似问题时，尽快分析出原因，给出改进方案。