房建结构混凝土墙面气泡病害成因分析及防治_赫富强.pdf

70工程机械与维修CONSUMERS&CONSTRUCTION用户施工0 前言作为建筑行业的重要施工材料，混凝土墙体结构的施工质量直接关系到建筑整体质量，是建筑整体运行安全和舒适外观的保证。日趋成熟的建筑业技术加速了多种新型建筑材料研发形成，但传统混凝土材料因其原料易获取、材料造价低、整体性能优势突出等优势，依旧是当前主流的房屋建筑结构建设用料。房建结构中，混凝土墙面气泡病害较为常见，诱发此类病害的原因通常为不合理的混合料配比、振捣实施不均匀、搅拌工序欠科学性、选择了不匹配的脱模剂等。进行混凝土施工过程中，为防止墙面气泡、裂缝等病害的发生，需从混凝土混合料配比、拌和、振捣、养护等施工工序入手，科学实施防治手段，提升混凝土整体施工质量，保证房屋建筑的使用安全和整体外观效果。1 混凝土墙面气泡产生过程及不利影响1.1 混凝土墙面气泡产生过程混凝土混合料制作过程中，通常采用适当混合配比，将粗、细骨料、沙子、水泥、水等材料进行拌和1。由于各类骨料及砂的形状不统一，所以制备过程中表面会伴随一定气泡附着。待浇筑施工完成，实施振捣工序可协助排出气泡。一旦存在气泡量较大，或振捣效果不均匀充分的情况，气泡会留存在混凝土内部或表面，不能及时排出。养护处理时，留存气泡通过水化反应或水分蒸发作用排出热量，并向表面扩散，汇集于混凝土外表面，破裂形成坑洼，轻者影响墙体外观，严重时会对墙结构面造成破坏。混凝土墙面气泡病害如图 1 所示。1.2 混凝土墙面气泡不利影响通常，混凝土气泡直径小于 40nm 或混凝土气泡含量低于 4%时，非但不会降低混凝土性能，还可提升混凝土的防渗效果、防冻性及使用耐久度2。但如果气泡量较大，超出限定区间，就会对混凝土造成不利影响。1.2.1 破坏整体外观观感外观质量是混凝土墙体施工的重要衡量标准，若房建结构混凝土墙面产生气泡面积较大，会对墙面的外观质量造成影响，会被误认为建筑整体结构质量存在缺陷。同时墙面外观质量问题得不到及时处理，也会影响到墙体结构质量3。1.2.2 破坏混凝土结构性能如果混凝土中气泡直径或含量超出一定区间，会影响影响墙面整体结构和截面效果，造成混凝土密实效果降低，进而难以达到设计强度值。1.2.3 影响耐腐蚀性效果如果混凝土表面气泡数量超标，会对混凝土钢筋保护房建结构混凝土墙面气泡病害成因分析及防治赫富强（中铁十九局集团第一工程有限公司，辽宁辽阳 111000）摘要：针对墙面混凝土气泡问题的防治，既要在房屋建筑施工阶段实施科学的质量控制手段，通过合理设计和把控混合料配比，控制监测混凝土振捣和搅拌工序过程，降低气泡的形成，还要针对施工过程已产生的气泡采取有效治理处置策略。针对房屋建筑混凝土墙面产生气泡过程及不利影响展开分析，剖析混凝土墙面气泡病害形成原因，提出了混凝土墙面气泡事前施工防治策略及质量控制和事后处置措施，以从根本上提高房屋建筑墙体外观质量和安全性。关键词：房建结构；混凝土墙面；气泡；混合料配比；脱模剂图1 混凝土墙面气泡病害CM&M 2023.0171层层厚有所削弱，进而导致混凝土结构面的碳化作用加速，影响混凝土的耐腐蚀性效果。2 混凝土墙面气泡病害形成原因2.1 配料质量不过关骨料根据粒径的大小不同，可划分为细骨料和粗骨料两类。作为混凝土的主要制备材料，在材料配比设计或在混凝土制作过程中，如果掺入过多量的细骨料，混凝土制备极易形成大量气泡4。同时，在掺入砂石材料时，如果砂石料中针片状砂石比例过高，或砂石料形状差异性过大，拌和料极易形成缝隙，导致混凝土易产生大量气泡。混凝土混合料科学配比是配料质量的保证，其既关系到混凝土施工性能，还关系到拌和产生气泡。在实际拌和制备混凝土过程中，如果加入的水泥配比偏低，或掺入水量过多都会引起混凝土黏度提升，对内部气泡的排出产生不利影响，导致大量气泡产生。2.2 拌和等操作工序欠科学性基于混凝土混合料科学设计配比前提下，将混合料按合理工序方式混合、拌和同样重要，搅拌模式和时间都关系到混凝土是否产生大量气泡5。搅拌过程中，搅拌工序时长或速率的增加，都易使得空气掺入至混凝土拌和料中，导致产生气泡。搅拌工序速率降低或拌和不充分，又易使得骨料、砂石等难以同泥浆拌和均匀充分，产生拌和缝隙，同样会产生较多的拌和气泡。拌和质量达到标准后，即可铺装混凝土模板，实施混凝土浇筑。浇筑过程中如底模同导管间距过大，易引起混凝土对模板的冲击作用而产生喷溅，进而导致在混凝土中产生大量气泡。如果浇筑厚度超过 50cm，应借助平面振捣器或振捣棒实施振捣，利用高频次振捣加速排出混凝土内部气泡。若振捣时长未达到设计标准，易引起混凝土中气泡排出不充分，使内部剩余气泡聚集至混凝土外表面，从而产生气泡病害。2.3 施工温度控制不合理施工温度会影响混凝土物理、化学特性。水同水泥混合搅拌时，产生水化反应，排出大量热量。针对高层房建结构，为达到设计承载力要求，墙面结构通常采用较大厚度混凝土。较厚的混凝土对热量的排出不利，会导致混凝土自内向外产生温升现象。同空气接触的混凝土通常温度变化不大，如果在气温较低情况下施工，此种内外温差幅度会更加明显，在大温差作用下，混凝土热胀冷缩变化差异程度进一步提升，由此导致混凝土表面产生大量气泡。2.4 脱模剂选择不匹配混凝土浇筑、养护过程中，模具可实现定型作用，如模具选取不当或施工处理不当，同样会对外表面光滑程度造成影响。通常在模具安装架设过程中，模具内接触面刷涂一层脱模剂，以便于后续模具拆除方便。如脱模剂选择黏度不匹配或质量不符合要求，混凝土浇筑产生气泡与脱模剂接触后，会固定于外表面。后续实施振捣操作难以正常排出此类气泡，在模具拆卸时即会在外表面产生气泡6。另一类情况是模具反复使用，且在使用前未及时完成清洗，表面存有残留污渍，在后续模具拆卸时墙体表面形成凹坑。因脱模剂选取不当造成的墙面凹坑如图 2 所示。3 混凝土墙面气泡防治策略3.1 科学设计和实施混合料配合比依照建筑设计中的混凝土外墙强度等指标要求，合理设计混凝土混合料配比，精确搭配粗细骨料比例，通过增加粗骨料占比，适当降低水泥材料掺入量。通过优化的粗骨料级配设计，达到降低混凝土固结过程的收缩比例的效果，以实现混凝土气泡的含量减少。随着降低水泥掺入量，水化热效果也会显著降低，减少了混凝土内外温度差，相应因温度差引起的气泡也会随之减少。可通过合理应用外加剂实现混凝土性能的提升，常见的有引气剂、减水剂等7。混凝土拌和制备时，掺入适量引气剂，会使得混凝土内部产生许多细小气泡，能够提升混凝土和易性、流动性和防冻效果。同时应严格控制引气剂用量，防止因用量过大升高内部气泡比例，防止形成混凝土墙面气泡病害。根据配料设计要求，通过适量减少用水量或添加适量减水剂材料的方式，在保证混凝土设计性能的基础上，达到调节混凝土混合料水灰比的应用效果，避免混凝土中产生气泡。3.2 合理调控混凝土施工温度对于因混凝土墙体较大温差而导致的气泡病害，可通过调节混凝土实施温度防治。针对常规厚度墙体，浇筑完成混凝土只需进行正常养护操作即可。应充分考虑施工环境因素，形成对应养护策略，在气温环境较低情况下，应采取必要的防冻手段，防止因低温导致墙面水分转化为冰晶，进而引发气泡或表面凹坑。图2 因脱模剂选取不当造成的墙面凹坑72工程机械与维修CONSUMERS&CONSTRUCTION用户施工参考文献1 易涛,浅析影响预制混凝土构件表面气泡的因素及其预防 J.建材发展导向(上),2017,15(13):652 左启刚.混凝土建筑墙体表面气泡成因与防治分析 J.信息化建 设,2016(3):123.3 陈博.某公路桥涵工程施工中混凝土表面裂纹及气泡防治研究 J.建材与装饰，2019(7):271-272.4 张胜虎,房建结构砼墙体表面气泡病害成因分析 J.住宅与房 地产,2017(6):335 刘薇.建筑工程砖混结构墙体变形裂缝处理 J.工程技术研究,2016(6):133-134.6 杨俊飞,王思谦,张华,等.一例减少混凝土表面气泡的聚羧酸 泵送剂配方调整 J.商品混凝土,2020(7):161-162.7 马小霞.房建墙体混凝土结构表面气泡病害成因探讨 J.工程 技术(全文版),2016(12):8针对大体积混凝土结构墙体，可通过模具搭建时增设冷水循环管装置，预防混凝土内外较大温度差。在混凝土浇筑完成后，利用加入流动冷水形成冷循环，以降低因混凝土水化反应形成的热量。合理调控大体积混凝土内外温差在限定区间，达到明显降低墙面气泡的目的。大体积混凝土结构墙体冷水循环管布施如图 3 所示。3.3 改良混凝土施工工艺针对混凝土施工全过程涉及的各道工序、细节实施控制和改良，以从根本减少房建结构混凝土墙面产生气泡病害。采用科学的混凝土材料配比，在现场实际操作时严格根据设计比例实施不同掺料的填装，控制填料配比与设计值一致，避免过高或过低而大量产生气泡，影响混凝土使用性能。利用混凝土拌和设备的定时搅拌功能控制搅拌时长，实现混凝土混合料均匀充分拌和，尽可能充分清排混凝土内部气泡。一些房建施工中，受场地限制不能实现混凝土现场制作，需利用就近搅拌场进行混凝土预制加工，然后装运至指定施工地点。装运过程中，应严格控制运输时长、运输距离，同时应实施必要的保温处理，防止混凝土装运途中发生离析、泌水等现象。一旦运抵至施工场地的混凝土坍落度超过标准区间，应完成必要的二次调配处理，使坍落度参数符合设计标准，以为后续的混凝土浇筑实施做准备。混凝土浇筑施工过程中，底模同管道的高度差应控制在 500mm 内。针对大体积混凝土浇筑，应使用分层浇筑法完成。每层浇筑完成后，应及时利用振捣设备清排内部气泡，清排充分完全后再进行下一层浇筑，最大限度减低混凝土中气泡占比。3.4 选取匹配脱模剂材料及涂刷方式使用脱模剂的目的是避免混凝土通模具之间形成粘结，以防止混凝土墙面产生凹坑麻面。当前市面脱模剂种类较多，性能参数千差万别。施工前进行选取时，应根据施工设计选择黏度低、性能表现突出的产品。在涂刷施工过程中，应保证在模具表面涂刷两遍脱模剂，控制涂刷次数不易过多，以使得脱模剂与混凝土的内部气泡之间不能产生黏连，达到预计固定效果。同时应辅助振捣操作，使得模具与混凝土底部气泡及时清排。4 混凝土墙面气泡的处置措施房建结构混凝土墙面一旦产生较大面积范围气泡，应及时在模具拆除后实施处置措施。在气泡病害位置通过凿毛、刷毛处理、喷刷清水，达到湿润效果。利用不低于混凝土原有强度等级的水泥砂浆填充压实，进行必要的盖装养护处置，避免水流冲洗。混凝土浇筑完成6h后实施拆卸模具处理气泡效果最佳，实施拆除时避免混凝土扰动。浇筑时应安排专人敲打清排混凝土气泡，并实施必要检测，使得墙面外观与设计要求一致。凹坑填充压实后养护处理时，应满足养护时长和盖装养护工艺设计要求，以控制新填充砂浆与原有混凝土表面贴合度。5 结语混凝土墙面气泡是房建结构中较常见病害，诱发病害成因多为不合理的混合料配比、振捣或搅拌实施不均匀、脱模剂选选取及施工不科学等。房屋建筑施工阶段应实施必要的质量控制手段，利用科学的防治策略降低气泡的形成，针对已产生的气泡实施必要的治理措施。本文结合房屋建筑混凝土墙面产生气泡过程及不利影响切入讨论，分析混凝土墙面气泡病害成因，建立混凝土墙面气泡施工防治策略及质量控制和事后处置措施，以为房屋建筑墙体外观质量和安全性的提升提供参考。图3 大体积混凝土墙体冷水循环管布施图