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框剪结构混凝土表面气泡原因分析及预防控制
发布时间:2012-2-28 10:01:18 | 人感兴趣 | 评分:3 | 收藏:
来源:本站原创 | 作者:佚名
    一、工程概况

    某住宅楼工程,框剪结构,地下2层、地上33层,建筑面积为79501㎡,工程造价为7175万元,抗震设防裂度为8度,地下2~4层采用木模、钢管支撑,4层以上采用全钢大模板,本工程基础及主体结构采用商品混凝土。

    该工程于2007年8月开工,基础及1~4层施工处在冬季,经监理、甲方对混凝土的多次检查、验收,未发现混凝土表面有气泡现象,但是,在四层以上开始用全钢大模板后,监理和甲方在检查拆模后混凝土质量时,发现个别剪力墙有大量气泡现象,气泡分布不均匀,梁上、顶板上很少有气泡。

    表一:气泡统计情况如下表:

    实测区域

    编号区域面积

    ㎝×㎝直径

    ㎜深度

    ㎜数量

    个最大直径

    ㎜

    170×70>23803

    280×803~43604

    3100×100>44305

    表二:混凝土配合比统计

    材料用量㎏/m3

    等级坍落度水泥砂石掺和料

    三级粉

    煤灰膨胀剂外加剂

    MB-BS

    泵送剂水水灰

    (胶)比

    C50200/550429697104411413.01580.29

    C50200/550435714102710516.31600.30

    C50P6200/55034372410871023914.51600.33

    C35220/55037567011339010.351500.32

    C45200/550396734105610011.41580.32

    C40200/55036377310699110.41580.35

    二、原因分析

    根据几次检查结果,针对气泡产生的部位、施工操作方法、环境、混凝土配合比组成、气泡分布特点,现场监理单位、建设单位、施工单位组织相关专业人员进行分析,分析混凝土表面气泡产生的原因及预防控制措施。

    从气泡的分布特点上看,气泡主要产生在剪力墙上,梁板上很少,对同一构件上部较多下部少,说明气泡的产生与构件的厚度有关,同时也与振捣时间、浇筑厚度等有关。初步分析混凝土表面的气泡是由于混凝土掺加剂和振捣不规范引起的,在后续施工中,加强对混凝土振捣工艺的监控,结果表明气泡减少了,另外钢大模涂刷脱模剂不均匀,涂刷太厚,影响气泡上升,限制表面气泡的排出。

    通过以上分析,认为混凝土表面气泡产生的原因较多,主要是由于材料、工艺不当、施工环境等造成的,归纳为以下几种原因。

    1.高等级混凝土水泥用量多,水胶比小,混凝土坍落度小,较粘,气泡不易排出。

    2.与某些外掺剂及水泥自身的化学成分有关,施工中为了加强混凝土的可泵性,加入引气减水剂,产生大量气泡来增强混凝土的流动性,引气剂掺量较大,产生气泡较多。

    3.由于水泥用量大,即使掺加了引气减水剂,但混凝土的粘滞阻力仍然很大,振捣时间不足时气泡不易排出。

    4.标准层施工用脱模剂为油性,粘度很大,施工中又涂刷不均匀,太厚,影响气泡上升,使表面气泡不易排出,而用竹胶版和水质脱模剂时气泡相对较少。

    5.全钢大模板封闭太严,表面排气困难。

    6.操作人员振捣时间不足,未按操作规程振捣。

    7.一次浇筑厚度太大,致使振捣效果不好,气泡难于排出。

    8.商品混凝土运送道路较远,混凝土坍落度损失很快,到现场时已经很粘,影响气泡排除。

    9.施工时添加了太多的掺和料,将导致混凝土粘滞阻力增大,气泡不易排出。

    10.骨料级配不合理,粗集料过多,细集料偏少。

    11.混凝土配合比用水量较大,水灰比较高。

    三、机理分析

    3.1材料方面

    (1)骨料级配不合理会直接导致气泡产生。在施工过程中,如果砂石料本身级配不合理,或碎石材料中针片状颗粒含量过多,及在生产过程中实际用砂率比试验室提供的砂率小,此时粗骨料间会形成大的空隙,细骨料不足以填充粗骨料之间的空隙,导致骨料不密实,形成产生气泡的自由空隙。

    (2)水泥的多少和水灰比的大小,也是导致气泡产生重要原因。在试验室做作混凝土试配时,主要是针对强度考虑水泥用量,在能保证强度的前提下,对于高等级混凝土应尽量减少水泥量以降低混凝土的粘度,同时水灰比也要小,因为当自由水存在于混凝土中时,水分蒸发后便形成气泡;而对低等级的混凝土可适当增加水泥用量,减少水的用量,因为低等级混凝土计算水泥用量较少,不会造成混凝土粘度很大不便施工的现象,多增加水泥浆可填塞因集料级配不合理或着其他因素导致的空隙,水的减少可减少自由水形成的气泡。

    (3)掺和料的多少会影响气泡数量的增减,当混凝土中水泥的含量可以保证混凝土的强度时,可用掺和料代替部分水泥,适量的掺和料能改善混凝土的和易性,同时降低工程造价,形成的胶结料能填塞骨料间的空隙,减少气泡的产生;但过量的掺和料会导致混凝土粘度增加,影响气泡的排出,故商混凝土中掺和料过多是引起气泡产生的原因。

    (4)某些混凝土的外掺剂及水泥自身的化学成分,也是导致气泡产生的原因。

    引气剂、减水剂之类的外加剂是通过产生一些稳定的或不稳定的气泡来改善混凝土的和易性,它们为施工带来便利的同时也会使这些气泡汇聚到混凝土表面,而且掺量越大影响越明显。

    3.2工艺方面

    在混凝土的拌制和浇筑过程中,容易混进一些空气。混入混凝土拌和物中的气泡基本上不能自行排除,只有通过振捣才能将气泡排除,使混凝土密实。振捣时在激振力的作用下,骨料颗粒互相靠拢紧密,胶结料填充骨料间的空隙,拌和物中的空气带着一部分水泥浆挤到上部,排到外界。

    振捣能否密实、气泡能否排出和许多因素有关。首先是振捣器类型对气泡产生的影响,要根据不同结构类型选用不同的振捣器。浅薄的平板结构,选用平板振捣器,也可选用插入式振捣器,深厚的结构物,如基础、梁、柱、墙等要用插入式振捣器。其次振捣时间与混凝土表面气泡的数量有直接关系,一般来说,振捣时间越长,混凝土越密实,但时间太久易使混凝土发生分层、泌水,存在一个最佳振捣时间,另外振捣的效果还和有效振捣半径、分层厚度、振捣频率和混凝土的稠度有关。振捣器要快插慢拔,否则振捣棒的位置易形成砂浆窝或空隙,慢拔可使空隙在振捣过程中慢慢聚合密实,也利于气泡外溢。

    3.3施工条件

    目前框剪结构混凝土施工主要使用钢模板或竹胶版。脱膜剂为钢模板表面采用油性剂,木模表面刷水性剂的形式。在钢模成型的混凝土振捣过程中,由于自由水及气泡往两边及上边走动,使得封闭很严的不吸水钢模与混凝土接触面含水、气较多,同时钢模上的油有一定的粘滞力,使得接触面的水、气不易跑动,这样混凝土表面形成气泡的几率就大;而木模由于用水性脱模剂,粘滞阻力小,情况较好。

    四、预防措施

    1.选择合理的级配骨料,确定适宜砂率;严格控制针片状颗粒含量。

    2.选择合适的水灰比,通过试验的方法比较,从中选择既能保证混凝土强度,又能使混凝土的可施工性能最佳的水灰比。

    3.加强施工控制,降低生产与试验间的偏差。施工过程中及时作好材料含水率检测,随时调整现场配合比。

    4.选用质量可靠的水泥和外加剂,同时确定合理用量。

    5.重视混凝土的振捣,要从选择振捣设备、振捣时间、振捣半径、振捣频率、浇筑厚度方面考虑,保证按照正确的操作工艺操作。

    6.模板应保持光洁,脱膜剂应涂刷均匀,不宜太多太厚,钢模刷油时,可在油中适当掺入滑石粉。

    7.严格控制掺合料的掺量,避免增大混凝土粘滞力。
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