淺談泵送混凝土結(jié)構(gòu)表面蜂窩麻面形成原因及抑制方法

朱祖嶺 周亦平 李上校

（中交第三公路工程局，北京 100107）

目前，隨著高速公路施工質(zhì)量要求越來(lái)越高混凝土強(qiáng)度已經(jīng)得到了較好的控制，但混凝土外觀質(zhì)量一直是控制中的一個(gè)難題。結(jié)合寧夏自治區(qū)交通運(yùn)輸廳下發(fā)的《關(guān)于印發(fā)公路水運(yùn)工程混凝土質(zhì)量通病治理活動(dòng)實(shí)施方案的通知》。通過(guò)查閱有關(guān)資料和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐也總結(jié)了一部分施工經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)本次治理活動(dòng)現(xiàn)將我項(xiàng)目在砼通病治理中的經(jīng)驗(yàn)和大家一起交流一下，希望在以后的施工中把砼質(zhì)量提高一個(gè)新的臺(tái)階。

1 混凝土結(jié)構(gòu)表面蜂窩麻面形成的內(nèi)部原因

1.1 混凝土含氣量過(guò)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(huì)形成較大的氣泡，而且表面附著能力較低，很容易形成聯(lián)通性大氣泡，如果再加上振動(dòng)不合理，大氣泡不能完全排出，肯定會(huì)給硬化混凝土結(jié)構(gòu)表面造成蜂窩麻面。

1.2 混凝土配合比不當(dāng)，混凝土過(guò)于黏稠，振搗時(shí)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(huì)導(dǎo)致新拌混凝土過(guò)于黏稠，使混凝土在攪拌時(shí)就會(huì)裹入大量氣泡，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。

1.3 由于混凝土和易性較差，產(chǎn)生離析泌水。為了防止混凝土過(guò)振，混凝土入模后不敢充分振搗，大量的氣泡排不出來(lái)，也會(huì)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(shí)加入一些助磨劑，例如木鈣、二乙二醇、三乙醇胺、丙二醇等物質(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(huì)給硬化混凝土結(jié)構(gòu)表面造成蜂窩麻面。

2 解決混凝土內(nèi)部不利因素的方法

2.1 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入的氣泡直徑宜在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）。經(jīng)過(guò)查閱資料認(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。

2.2 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)的質(zhì)量。

2.3 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(shí)間，必須適時(shí)進(jìn)行復(fù)振。

2.4 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。

3 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(shí)際施工時(shí)，往往澆注厚度都偏高，由于氣泡行程過(guò)長(zhǎng)，即使振搗時(shí)間達(dá)到規(guī)程要求，氣泡也不能完全排出，這樣也會(huì)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(chǎng)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(hào)的機(jī)油黏度也不盡相同，即使是同標(biāo)號(hào)的機(jī)油，由于環(huán)境溫度不同，黏度也不相同，氣溫高時(shí)黏度低，氣溫低時(shí)黏度高。當(dāng)氣溫較低時(shí)，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(diǎn)，在機(jī)油中加入部分柴油，用來(lái)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(chǎng)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(huì)給混凝土結(jié)構(gòu)面層造成蜂窩麻面。

動(dòng)植物油進(jìn)行脂化的脫模劑出現(xiàn)的問(wèn)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(huì)給混凝土結(jié)構(gòu)面層帶來(lái)極大的影響。模板材質(zhì)不同也會(huì)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(huì)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）。

在生產(chǎn)實(shí)踐中大家都知道在其他條件相同的前提下，使用尿醛樹(shù)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(duì)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，因此氣泡體積變化對(duì)環(huán)境溫度特別敏感。環(huán)境溫度高時(shí)氣泡休積變大，氣泡承載力變小，容易破滅。環(huán)境溫度低時(shí)氣泡體積變小，承載力較大，不容易形成聯(lián)通氣泡。即使混凝土結(jié)構(gòu)面層有氣泡，氣泡也很小，對(duì)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(shí)，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(shí)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(shí)，再不隨氣泡體積變化而變化，如果此時(shí)正趕上氣泡直徑最大時(shí)，勢(shì)必給混凝土面層留下孔洞。

4 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(shù)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。筆者曾在某工地發(fā)現(xiàn)6個(gè)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(gè)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)不同的外觀。查其原因主要是振搗第二層混凝土?xí)r無(wú)知覺(jué)地又振搗了第一層，振搗第三層時(shí)不知覺(jué)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(duì)振搗次數(shù)逐漸減少，因此整個(gè)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?gòu)?fù)振一次，春、秋季節(jié)進(jìn)行混凝土施工時(shí)尤其重要。據(jù)筆者長(zhǎng)期在施工現(xiàn)場(chǎng)觀察，實(shí)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(wú)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(huì)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)外加劑加入到混凝土中后，使混凝土中拌和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(guò)程中會(huì)產(chǎn)生不必要的氣泡，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家很早就發(fā)現(xiàn)了這個(gè)問(wèn)題，他們?cè)谠S多外加劑中都摻人了適量的消泡劑，用來(lái)消除有害的大氣泡。目前國(guó)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。

5 結(jié)語(yǔ)

影響混凝土外觀質(zhì)量的因素很多，這就需要現(xiàn)場(chǎng)工程師和試驗(yàn)人員在工作中細(xì)心觀察，認(rèn)真鉆研，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題予以解決，以便改善混凝土工作性。總之，混凝土嚴(yán)重的質(zhì)量通病，影響結(jié)構(gòu)安全，一般的質(zhì)量通病，影響混凝土的外觀評(píng)定質(zhì)量。在混凝土的施工中，各工序應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)，克服人為的不利影響，按規(guī)范、規(guī)程進(jìn)行操作，把混凝土的質(zhì)量通病降低到最低限度。