消除自密实混凝土中的气泡的方法探究

消除自密实混凝土中的气泡的方法探究

摘要：自密实混凝土因其经济性和环保性得到了广泛的应用，本文对自密实混凝土做了简要介绍，并结合在马鞍山大桥工作实践对自密实混凝土中的气泡问题反复研究试验并对配比设计及施工方案做了分析探讨，对今后消除自密实混凝土中气泡有很好的借鉴作用。

关键词：自密实；混凝土；消除；气泡；配合比

一、自密实混凝土特性

自密实混凝土(Self CompactingConcrete简称SCC)是指在自身重力作用下，能够流动、密实，即使存在致密钢筋也能完全填充模板，同时获得很好均质性，并且不需要附加振动的混凝土。SCC的硬化性能与普通混凝土相似，而新拌混凝土性能则与普通混凝土相差很大。自密实混凝土的自密实性能主要包括流动性、抗离析性和填充性。

二、消除自密实混凝土的气泡的探索解决过程

马鞍山长江公路大桥（以下简称马桥）中塔叠合梁混凝土设计强度C50，因其结构特殊，施工工艺在国内首创，为确保混凝土施工质量，尤其是确保混凝土顶面与T1节段的密切贴合，我们特别进行了混凝土模型试验，模型尺寸40cm*40cm*20cm和2m*1m*20cm。试验分为探索、改进、原因分析、解决方案、结论五个阶段。

1.1 探索

该阶段采用如下配合比如表1所示：

表1探索阶段配合比

说明：SBTJK®-SCC是一种掺膨胀剂、萘系减水剂、保塑成分的粉剂外加剂。

对该配合比进行模型试验，发现存在如下问题：硬化混凝土顶面常有较大气泡，最大直径达5cm，经施工振捣后尤其明显，不振捣同样无法解决此问题。

将该配合比经过多次调整，仍然不能解决上述问题，其原因在于使用SCC

的混凝土在浇筑过后，其搅拌过程中、混凝土内部自身的气泡极易在顶面冒出并汇聚。

1.2 改进

将由含有萘系减水剂的SCC更换为聚羧酸高效减水剂，经过试验，发现混凝土含气量很高，超过7%，容重明显不足，影响强度，模型试验发现混凝土顶面存在极大量超微小气泡。

1.3 原因分析

经过前两个阶段的试验，我们认为混凝土顶面的气泡来自于三个方面：

1.3.1 模型内空气排出不畅—憋气凹坑

模型因为底面、四周及顶面均封闭，只在顶面留有少量排气孔，模型内部空间存在的空气很难排出，这会导致硬化混凝土顶面形成明显的“憋气凹坑”。

1.3.2 含气量—搅拌裹入空气上冒

混凝土在搅拌过程中会裹入空气，即我们常说的“含气量”的那部分空气，这些空气在混凝土浇筑过后，有从顶面释放的需求。

1.3.3 施工裹入空气上冒

混凝土在输送、布料过程中会裹入空气，这部分空气在混凝土浇筑过后，有从顶面释放的需求。

1.4 解决方案

要解决模型试验中混凝土顶面的凹坑、气孔问题，就必须针对1.3.1~1.3.3的三个问题逐个提出解决方案。1.3.1的问题属于施工工艺问题，我们尝试对混凝土配合比进行改进以期能够解决工艺问题；1.3.2的问题属于混凝土配合比问题，完全将含气量做到0对于马桥叠合梁是不现实的；1.3.3的问题属于施工工艺问题，对目前现有的施工技术水平很难完全解决。

根据上述分析，我们可以通过调整配合比和调整施工方案两个方面解决气泡问题。

1.4.1 调整配合比消除“憋气凹坑”、降低含气量

（1）消除“憋气凹坑”：消除“憋气凹坑”虽然有工艺上的方法，但我们认为工艺上解决的难度可能较大，于是寻求通过配合比改进来解决。思路就是：增大混凝土的流动性、提高其快速填充性，利用混凝土自身的流动性推动模型内原有

空气前行，然后由模板顶面的排气孔排出。为做到这一点，混凝土不仅应该具备极大的坍落度、坍落扩展度，还应该能够快速流动，其反应的是合适的粘聚性这一技术指标，试验中可以用“坍落度筒倒流时间T倒流”来判断，T倒流应在5S~8S较为合适。

（2）降低含气量：降低含气量的主要思路是：在现有材料约束的情况下，添加消泡剂。

（3）配合比确定：除了（1）和（2）提到的措施，为了保证良好的粘聚性、保塑性，添加保坍剂；为了保证强度，降低水胶比；为了保证微膨胀，掺加膨胀剂。其配合比如表2所示：

表2解决阶段配合比

1/2/3号配合比的流动性相似、配合比的最终选定取决于28天强度、28天微膨胀效果的比较。最终选定3#，3#配合比混凝土性能如表3所示：

表33#配合比混凝土性能

1.4.2 调整施工方案消除“憋气凹坑”、避免混凝土内部气泡上冒、消除顶面凹坑和气孔

（1）消除“憋气凹坑”、避免混凝土内部气泡上冒：从施工工艺方面采取如下措施：①延长搅拌时间到2分30秒；②将混凝土浇筑分为两层：底层和上层。上层指距离上模板底部小于5cm的部分，除上层以外的部分皆为底层。底层振捣、停留以充分排气。上层混凝土一次性浇筑，浇筑时应依靠混凝土自身的流动性来填满模板。除非混凝土无法流动，否则不得振捣。

（2）消除顶面凹坑和气孔：采取了在顶部模板的下表面粘接2mm模板布的方法。此方法模型试验效果极为良好，几乎完全消除了顶面凹坑和气孔，顶面光滑平顺。

1.5 结论

建议采用1/2/3#配合比中的强度较高、微膨胀效果较好者，施工时同时采用3.4.2中的调整方案。其优点是：

（1）顶面光滑、匀顺、几乎无气孔，增强混凝土与顶部钢板的密贴性。

（2）混凝土内部因气泡上冒而造成的非正常泌水被模板布吸收，而在此后，这些被吸收的水份又能够为混凝土的强度增长提供良好的潮湿养护环境。

三、结语

通过对消除自密实混凝土中气泡的探索解决过程，对今后消除自密实混凝土中的气泡有了很好的借鉴作用。解决自密实混凝土中气泡的方法有如下几点：

（1）增大混凝土的流动性，依靠混凝土的流动排出模型内的原有空气，从而避免“憋气凹坑”。

（2）降低混凝土的含气量，从而减少混凝土自身含有的空气。

（3）距离顶面模板较近时(5cm)，一次性浇筑施工，不振捣。

（4）在顶面模板底部粘贴模板布。