混凝土产生气泡原因分析及预防措施

混凝土产生气泡原因分析及预防措施

我工区在DK175+990框架涵混凝土混凝土施工中发现表面气泡多，不美观，影响了外观质量，为了在以后工作中进行预防，现在对气泡产生原因进行分析。气泡有无害气泡和有害气泡之分。在混凝土中形成微小气泡属于无害气泡。这种气泡从混凝土结构理论上来讲，它不但不会降低强度，还会大大提高混凝土的耐久性。

一、产生气泡的原因

产生气泡的原因很多，根据自己经验和请教相关前辈，主要有以下几个方面的原因：

(1) 级配不合理，粗级料过多，细级料偏少；

(2) 骨料大小不当，针片状颗粒含量过多；

(3) 用水量较大，水灰比较高的混凝土；

(4) 与某些外掺剂以及水泥自身的化学成分有关；

(5) 使用的脱模剂不合理。混凝土结构面层的气泡一旦接触到粘稠的脱模剂，就很难随着振捣而上升排出。直接导致混凝土结构表面出现气泡

(6) 与混凝土浇筑中振捣不充分、不均匀有关。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 气泡的形成主要是属于一种物理原因。根据集料级配密实原理，在施工过程中，如果使用材料本身级配不合理，粗集料偏多骨料大小不当，石料中针片状颗粒含量过多，以及在生产过程中实际使用砂率比实验室提供的砂率要少，细粒料不足以填充粗集料之间的空隙，导致集料不密实，形成自由空隙，为气泡的产生提供了条件。

水泥和水的用量，也是导致气泡产生的主要原因。在实验室试配混凝土时，考虑水泥用量主要是针对强度而言。如果在能够满足混凝土强度的前提下，增加水泥用量，减少水的用量，气泡会减少，但成本会加大。

在水泥用量较少的混凝土拌和过程中，由于水和水泥的水化反应消耗部分用水较少，使得薄膜结合水、自由水相对较多，从而让水泡形成的机率增大，这便是用水量较大，水灰比较高的混凝土易产生气泡的原因所在。所以需严控入模坍落度。

混凝土的外掺剂和水泥自身的化学成分，也是导致气泡产生的原因。虽然由于化学成分产生的气泡比物理原因产生的气泡，在生产实践中出现的机率要小得多，但这也是一个不容忽视的原因。

在混凝土拌和浇筑过程中，容易混进一些空气。混凝土拌和物的气泡既不能自行逸出，也不会靠本身的重量将这些气泡排出，所以振捣是使混凝土获得密实，排除气泡的重要手段。振捣时骨料颗粒相互靠拢紧密，将空气带着一部分水泥浆挤到上部，气泡借助震动力冒出来。振捣能否密实，气泡能否排出和许多因素相关。

不同结构类型的混凝土要选用不同的振捣器，振捣器的种类不同，性能也显着不同。浅薄的结构，如桥面铺装层，一结构物，如基础墩台，梁等要用插入式(也叫内震式) 振捣器，对于T形梁、箱梁和工字梁的腹板可配以附着式振捣器。

振捣时间与气泡的排除有直接的关系。一般来讲，振捣时间越长，力量越大，混凝土越密实。但时间过长，石子下沉，水泥浆上浮，发生分层、泌水、离析现象，使有害气体集中于顶部，形成“松顶”。时间过短，骨料颗粒还没有靠拢紧密，不能将水和多余的空气排出，达不到密实的目的。对于流动性较大的混凝土，震动力不能过大，时间不宜过长；对于干硬性混凝土，则必须强力振捣。振实的标志是：在振捣过程中，当混凝土停止下沉，表面不在出现气泡，就认为已经振实。

在一定条件下，延长振捣时间，可以提高振捣效果，但不能增加有效范围。而有效范围之内的气泡才能在振捣过程中排出，所以要选择合理的振捣半径。提高振捣频率，能有效提高震动范围，而频率过大时，振动范围反而又减小。在通常情况下，插入式振捣器的振捣半径是45～75 cm ，插入间距大都限制在60 cm 以下。不同的振捣方法，捣实的混凝土厚度也不同。

采用插入式振捣器时，分层厚度不应大于振捣棒长度的0.8 倍，采用表面振捣器时，分层厚度不应大于20 cm。振捣有效范围还跟混凝土的稠度有关，一般震动波随着四周距离的延长而减弱，对于干硬性混凝土和易性越差，震动能的衰减越大，有效距离越短，对于流动性大的混凝土则相反。振捣器插入的速度也影响气泡的排出。要求是“快插慢拔”，即插入速度要快，使上下部混凝土几乎同时受到振捣，拔出时则要慢，否则振捣棒的位置不易被混凝土填实，容易形成空隙。

温度变化的影响。混凝土受水泥水化热作用、大气及周围温度、电气焊接等因素影响而冷热变化时，发生收缩和膨胀，能产生表面气泡。温度表面气泡区别其它表面气泡最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。其多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。这种表面气泡的产生通常无一定规律。

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二、防预气泡产生的措施

(1) 严格把好材料关，控制骨料大小和针片状颗粒含量，备料时要认真筛选，剔除不合格材料。

(2) 通过控制砂子细度模数和中砂粗粒含量，避免混凝土中砂浆的自分离现象（即避免较细的砂子颗粒携带部分水泥浆在混凝土振捣过程中从砂浆中分离出来形成表面浮浆），解决混凝土表面浮浆问题

(3) 选择适当的水灰比，可以在实验室内多做几组，相互比较从中择优选用。在能保证混凝土强度的前提下，建议采用标号较低或者相关物理技术性能指标偏差小一些的水泥，以增大水泥用量。

(4) 努力降低实际生产与实验之间的偏差。施工过程中要及时做好材料含水量检测，应该做到每车集料都要过称，如能采用电子计量效果更佳，采取质量比控制，并随时调整现场配合比，使用水量和砂率不致发生较大偏差。

(5) 水泥应选用普通水泥或硅酸盐水泥，水泥的标号应与混凝土配合比的标号相适应，不宜采用标号过高的水泥，否则会降低混凝土中水泥的用量，影响混凝土的和易性。

(6) 混凝土的浇注应按一定的厚度、顺序、和方向分层浇筑，从梁的一端一层一层循序进展至另一端向相反方向投料，并在距该端4-5m处合拢。分层下料、振捣，每层厚度不超过30cm。上层混凝土必须在下层混凝土振捣密实后方能浇注。高度重视混凝土的振捣。要选择适宜的振捣设备，尽量使用插入式振捣器；选用合理的振捣时间、振捣半径和频率，防止漏振或过振；振捣时要“快插慢拔”，且振捣器在振捣新一层混凝土时机头应稍插入到下层，便于两层的结合。

(7) 模板应保持光洁，脱模剂要涂抹均匀但不宜涂的太多太厚。如条件允许可，在模板上打小孔以排出下面的空气或多余的水分。

(8)模板要能吸一部分混凝土表面自由水；

(9)脱模剂也要检测看看和混凝土有反映没，也就是混凝土没凝固时的反映。

最后，经过试验室对多种原材料进行配比，发现外加剂和水泥有不兼容现象，导致混凝土气泡过多，我们对这方面进行了优化和调整，避免了这种现象的再次发生。

气泡多那是一个综合问题，有模板问题，有脱模剂问题，有工人水平问题只要分析清楚气泡产生的原因，找出相适宜的方法，混凝土的表面气泡是可以消除的。同时，气泡的产生原因往往不是单一造成的，解决的方法也不是一成不变的，我们应根据实际情况作出相应的处理。

预制混凝土构件表面气泡的产生原因及预防措施2017-03-19 15:37 | #2楼

预制混凝土构件气泡的成因非常复杂，但通常离不开原材料及工艺原因，比如水泥品种、外加剂品种、外加剂掺量、骨料粗细、搅拌时间、脱模剂用法、振捣操作、施工温度等，下面就气泡产生的机理进行详细分析：

1.1原材料

对于用水量及水灰比偏高的混凝土产品，其气泡现象比较多发。在水泥生产时要添加一定的助磨剂，而助磨剂往往会诱发过多的气泡，同时水泥的碱度太高、颗粒过细，也会导致含气量的增加，继而使气泡产生的概率增大，这是由于混凝土中夹藏的水泡一经蒸发便会诱发气泡的产生。

若混凝土中出现较多的大气泡，一般是由减水剂中的引气成分所致。普通的减水剂尤其是聚羧酸系及磺化木质素系减水剂，其中会夹杂一些表面活性成分，具备较强的引气性，当使用的减水剂较多时，便会引发较多的气泡；此外，当使用松香类引气剂作为外加剂时，生成的气泡也会有所增加。

在混凝土构件的配制过程中，若材料配比不当、粗集料过多，或碎石料中含有较多的针片状料粒，会造成细料不足以填补粗料空隙，从而诱发气泡的产生。

1.2工艺

工艺原因是导致表面气泡的主要原因，比如搅拌不匀的情况下，局部外加剂偏多，该部位就会产生较多气泡；但过度搅拌又会造成内部气泡整体增多，同样会造成不利影响。

预制混凝土构件大都采用钢模成型，为方便进行脱模，通常向钢模表面刷一些脱模剂，这样一来，在进行捣振操作时，由于水沿混凝土表面及上面游走，即便脱模剂是水性的，依旧会吸附较多的气泡，从而使振捣中产生的气泡不能及时沿表面排出，从而产生表面气泡。

在混凝土拌合浇筑时，通常会混入少量空气，这部分空气不能自行溢出只能通过振捣排出，因此振捣操作的好坏是影响气泡数量的重要因素。如果出现超振、欠振、漏振，均会导致表面气泡的增多。超振会造成内部的小气泡逐渐重组为大气泡，而欠振、漏振会导致混凝土分布不均、结构不密实，继而产生局部空洞或无规则的大气泡。

混凝土表面气泡的体积对温度的变化比较敏感，若处理不当就会在混凝土表面留下较大的孔洞，特别是昼夜温度浮动较大时，附着在混凝土表面的气泡体积随环境温度的变化而变化，当混凝土浆体的强度较小时，包裹着气泡的浆体会随气泡而流动变形而混凝土浆体的强度达到一定程度，不再受气泡的影响，又恰逢气泡体积较大时，就会在混凝土表面产生较大的孔洞。此外，脱模剂粘度对环境温度也比较敏感，当模具温度偏低时，脱模剂粘度降低，从模具表面向下流淌，使底层表面聚集了的大量脱模剂，阻碍了底层气泡的排出，造成较多的表面气泡。 

2.1混凝土原材料方面

（1）严格按照要求检验采用水泥的标号、品种以及性能。如果预制混凝土生产厂家的水泥供应商有很多家，则应优先选择含碱量低、表面起泡出现较少的水泥。并且水泥的标号应与预制混凝土配合比的标号相适应。此外，应严格控制外加剂的使用，严格保证混凝土的含气量不超过4%。目前，市场中销售的外加剂品牌丰富，厂家应多选几款进行试验，以选用具有优质化学成分的外加剂。

（2）在规范许可的范围内，可采用大粒径的骨料来配制混凝土。这是由于骨料粒径的增大可有效减少混凝土的用水量，进而使得混凝土的沁水及收缩减少。然而，如果骨料的粒径过大，很容易造成混凝土离析。所以，要合理选择骨料鸡胚，是粗、细骨料的比例适中。石子的规格可结合具体的施工条件进行选择，在选择时应尽量选用那些级配好、粒径大的石料，以降低水泥和水的用量，减小混凝土的沁水性、收缩性，并且还能有效减少水泥水化时产生的热量。

2.2工艺方面

（1）施工前要认真检查模板及脱模剂。要保证模板表面的光滑度，选用高质量的脱模剂，以避免对混凝土表面气泡产生粘滞作用。涂抹脱模剂时要保证整体均匀，并且不宜涂抹的太多、太厚。在混凝土刚刚拆模时，要以粘稠度适当的混合浆对麻面、蜂窝等气泡进行处理，再用拆下的模板对其进行抹面、压实。

（2）要高度重视对预制混凝土的振捣。要选择合适的振捣设备，严格掌控振捣时间，合理选择振捣半径和振捣设备的振捣频率，全程关注振捣过程，保证振捣后混凝土的密实度，坚决避免漏振、欠振以及过振现象的发生。捣振应该采取“快插慢拔”的方式，“快插”有利于上下层混凝土获得均匀一致的振捣时间，“慢拔”有利于混凝土浆体填充振捣棒留下的空间，防止形成空隙，特别是对于硬性混凝土，“慢拔”尤为重要，“慢拔”不仅有利于凝土浆体的聚合填实，更能够促进气泡的逸出。

（3）热量分布不均要采取措施以有效减少温度变化对于预制混凝土表面气泡的影响。预制混凝土的运输、浇筑要满足相关施工要求，比如：在夏季施工时，要对混凝土的粗、细骨料采取遮阳或降温的措施；施工中采取泵送混凝土时，宜采用搅拌运输车运送混凝土。此外，在冬季施工时要注意采取一定保暖措施，尤其是预制混凝土的模具。混凝土构件的成型过程也是一个水化反应的过程，水化反应会放出一定的热量，造成结构温差变大，引发开裂、气泡等问题，因此要加强构件的养护，养护时尽量采用蒸汽式养护。对于不具备蒸汽养护条件的，要尽量维持混凝土构件表面湿润，并控制好模具温度，防止形成温度梯度。 

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