混凝土表面气泡多的形成原因及预防措施

SHANXI ARCHITECTURE

山 西建筑

Vol.43No.22Aug. 2017

• 139 •

文章编号：1009-6825 (2017) 22-0139-03

混凝土表面气泡多的形成原因及预防措施

雷鸣

(山西振兴公路监理有限公司，山西太原030006)

摘要:介绍了混凝土表面气泡产生的危害，针对混凝土表面形成气泡的原因，从原材料、配合比、施工工艺等方面，提出了混凝土 表面气泡的预防措施，以减少混凝土表面气泡的数量，延长构件的使用寿命。关键词：混凝土，气泡，水泥,配合比

中图分类号:TU528

公路桥涵工程的混凝土施工，均为清水模施工，也就是不进 行装饰抹灰。因此，混凝土的外观质量至关重要。混凝土的外观 质量既是JTG/T F50—2011公路桥涵施工技术规范、JTG F80/1— 2004公路工程质量检验评定标准的要求，也是影响混凝土实体抗 冻、抗渗、抗腐蚀、减缓混凝土碳化速度、延缓钢筋锈蚀、延长构件

使用寿命的重要影响因素，混凝土表面形成的气泡，成为空气、 水、二氧化碳、有害的腐蚀性液体、酸性液体的通道，对钢筋的锈 蚀及混凝土的徐变，是盐类结晶的环境条件。

混凝土的表面气泡成为一种普遍现象，很难消除，但我们可 1以通过一定的措施减少混凝土表面的气泡的数量和直径。

1.混1凝土表面形成气泡的原因

材料

1) 水泥。

a.

气泡的数量与水泥的品种密不可分，主要是水泥在生产过 程中使用了专用助磨剂，而助磨剂的生产厂家很多，质量差异大， 成分很复杂，大多含有较多的表面活性剂。在这些活性剂的作用 下，往往会有大量的气泡产生。

b.

水泥属于一种碱性活性混合材料，碱含量较高。而碱含量 越高，含气量越大。

c.

水泥的细度对气泡形成的影响。目前生产的水泥，强度普 遍较高，富余系数大，主要是在水泥生产过程中球磨效果好，水泥 的细度小的结果。水泥细度小，水泥强度高，但因此也能导致混 凝土的含气量增加。

2) 外加剂。

目前，在混凝土配合比设计时，为减少水泥用量，改善混凝土 的和易性，调整混凝土的初、终凝时间,一般都要添加外加剂，最 常见的就是减水剂。几乎所有的减水剂都有一定的引气效果。

不同类型的减水剂（外加剂）不同掺量的比例,对气泡产生的 数量和大小，有着直接的影响。一般来说，减水效果越好,产生的 气泡越多，掺量越大，产生的气泡越多。

在外加剂的作用下,引人的气泡数量和质量是不稳定的，少 量的气泡可改善混凝土的和易性，但如果含气量过大，则成为有 害气泡。滞留在混凝土内部，降低了混凝土的密实性，增加了混 凝土的孔隙，缩短了徐变时间,减少了混凝土的寿命，而且，因气 泡形成孔隙,导致应力集中，降低了混凝土的承载力，如果气泡聚 集在混凝土表面，形成开放式的通道，造成的危害前文已经提到， 在此不再赘述。

3) 外掺剂。

外掺剂也会直接影响气泡的数量。收稿日期:2017-05-25

作者简介:雷鸣（1982-),男，助理工程师

A

a.

常见的外掺剂是粉煤灰。粉煤灰本是火力发电厂的废料，掺人混凝土中变废为宝，因粉煤灰中有一定的活性成分，因此，除 改变混凝土的工作性能，减少混凝土的温度裂缝，降低水化热外， 还可以节约一部分水泥，掺人少量的粉煤灰，会形成胶合料，从而 填充骨料之间的空隙，减少气泡的产生，但凡事皆适可而止，若掺

加过量的粉煤灰，

将导致混凝土的粘性增加，影响气泡的逸出。b. 另一种外掺剂是蔗糖，蔗糖可作为外加剂的一部分组也可以单独作为外掺剂用于混凝土中。蔗糖作为外掺剂,用于混 凝土中，可以提高混凝土表面的光洁度、亮度，但它的负面影响是 使混凝土的粘性过高，影响气泡的逸出，增加混凝土表面的气泡。

4) 碎石。

碎石级配不合理，粗骨料偏多，大小不当，或者碎石中的针片 状颗粒含量偏多，未形成连续级配，大小粒料难以形成相互嵌固，

将会形成自由空隙，为气泡的产生提供了空间条件。

5) 砂。

砂的级配不合理，大于4. 75 mm的颗粒偏多，而小于0.3 mm 颗粒比例大，比表面积大，空气含量多，如果细砂的比例大，混凝土 拌合物抗分离性越差，振捣过程中越容易分层，造成上部气泡集中。

6) 石粉(机制砂）。

部分地区因天然砂缺乏，或海砂不合格，只能使用石粉。或 机制砂，而机制砂的颗粒表面比天然砂的表面粗糙，摩擦力加大，

粘滞性大，也不利于气泡的逸出。

1.2 配合比

1) 砂率偏小。

若配合比砂率偏小，不足以填充粗粒料的空隙，将会导致粒 料不密实，形成自由空隙，为气泡的产生提供了空间条件。

2) 水泥用量偏小。

若水泥用量偏小，会导致水泥浆浆体无法充分填充骨料间的 空隙，形成自然空隙，增加气泡的数量。3) 水灰比偏大。

若水灰比偏大，将导致薄膜结合水、自由水相对较多,从而让 气泡形成的几率增大。如果自由水处于混凝土实体外侧、靠近模 板的部位，拆模后自由水充占的部位就形成气泡。

4) 坍落度不合适。

坍落度的大小应与施工方法相匹配，不宜过小,也不宜过大， 一般应控制在120 mm ~ 180 mm之间，如果混凝土坍落度小于

120 mm,很容易形成粗骨料离析，

而且不易振捣密实。5) 级配不合理。

混凝土配合比设计的理想状态是各粒料之间互相填充，嵌固， 通过水泥浆粘结在一起，因此，要求粗集料必须达到连续级配。

文献标识码:

分， • 140 •

第43卷第22期

2 0 1 7 牟 8 月

山西建筑

规范要求混凝土浇筑的分层高度一般控制在40 cm左右，如

1.3混凝土的拌合

混凝土的拌合不合理也会造成气泡的增加，主要影响因素如下：1) 拌合时间短。

按照相关规定的要求，拌合时间不宜太短，一般要求为40 S ~ 60 s,如果有外加剂，时间适当延长,一般为不加外加剂的普通混 凝土的拌合时间的1.5倍。但部分施工单位盲目追求混凝土的 出料效率，把拌合时间一压再压，导致拌合不均匀，也容易形成离 析而使局部产生较多的气泡，而且因为拌料不均匀，使气泡产生 果浇筑分层高度过大，振捣器插人深度不足，或未插人下一层混 凝土中，气泡难以排出。

4)混凝土振捣时间不妥。

混凝土振捣时间要恰当，过长或过短都不好。

如果振捣时间过长，属于超振（过振），混凝土内部的微小气 泡在激振作用下出现破灭并重新进行组合，形成更大的气泡。

如果振捣时间太短，属于欠振，会使混凝土出现不密实，从而 的密集程度不同，使局部气泡集中。

2) 投料顺序不当。

尤其是添加外加剂的混凝土，在拌合时外加剂投料先后顺序很 重要。必须在使用前认真阅读外加剂的使用说明书，并进行试拌，通 过试拌确定投料顺序，如果投料顺序搞反，也会产生大量的气泡。

3) 外加剂的剂量不准确。

目前外加剂多为粉剂、水剂，也有部分膏剂，对于水剂因停置 时间长，会造成上下含量不一。含量少，难以有效发挥外加剂的 作用，含量过大，会产生较多的气泡。膏剂一般不能直接使用，一 般用一定温度、一定比例的水进行溶解、稀释，在实际使用中和水 剂相同，对于粉剂，更容易形成局部超量产生大量气泡的问题。4) 外加剂与水泥不匹配。

如果外加剂与水泥不匹配，混凝土拌合后会发生强烈反应， 出现离析，并且因剧烈的化学反应会产生大量的气泡。

1.4 形状特殊的混凝土构件

部分混凝土构件形状特殊，也不利于气泡逸出。例如桥梁上 的防撞墙折角部位、空心梁、空心板、十字形梁、弧形收口的构件、 上小下大的梯形构件如肋板的斜面等等，这些部位因气泡难以逸 出，很容易滞留在混凝土构件表面，形成气泡。

1.5模板

模板表面的光滑程度对产生的气泡数量有很大的影响。如

果采用表面光滑的模板产生的气泡就少，当采用表面粗糙时产生 气泡就多。

实践证明，钢模板较木模板的气泡少，铝模板较胶合模板的 气泡少，新模板较旧模板气泡少，打磨到位的钢模板比漏模、少 磨、不磨的模板气泡少，镜面木模与普通竹胶板和木模板气泡少。

1.6脱模剂

1) 脱模剂选用不当。

部分施工单位为节约成本，使用修理厂收集的废机油作为脱 模剂,而废机油不仅仅会污染混凝土表面，导致色差较大,更主要 的是，废机油对油泥有很大的吸附性，混凝土内存在的气泡一经 与脱模剂（废机油）接触，便会吸附在成型混凝土结构的表面。

部分正规的脱模剂也可能对气泡有吸附作用，导致气泡难以 随混凝土的振捣而随模板表面上升,而形成气泡。

2) 脱模剂涂刷不均匀。

如果脱模剂涂刷不均匀,也会造成气泡增加。

1.7 施工工艺

1) 混凝土振捣时，振捣器的插人间距偏大。

各种插人式振捣器的有效范围一般与振捣的功率有关，与振 捣器的直径有关，其影响半径不同。若振捣器的插人间距超过影 响半径，就像漏振一样,气泡很难有效逸出。

2) 混凝土振捣器的抽拔速度过快。

混凝土振捣时，一般讲究“快插慢拔” “直上直下”，如果抽拔 (提棒)速度过快，气泡未来得及随振捣棒上升，会形成气泡聚集。3) 混凝土浇筑分层高度偏大。

导致混凝土出现自然空洞及空气型的大气泡。

还有一种情况就是漏振，即局部未振捣到位，也会出现大气泡。

1.8 施工陋习

施工条件千变万化，在混凝土灌车运输过程中，可能因运距 过长，气温过高，中途堵车，车辆出现故障等原因，导致运到现场 的混凝土班落度损失较大，混凝土的工作性差，甚至出现出料困 难，这时，施工人员会擅自往混凝土里加水，导致混凝土的水灰比 增大，使混凝土的孔隙率变大，形成气泡，更有甚者，竟然向混凝 土灌车中加减水剂，不仅会产生大量的气泡，还会严重降低混凝 2

土强度和耐久性。

预防措施1) 原材料。

a.水泥。尽量优选品牌水泥，优选以往使用且效果好的水

泥，首选普通硅酸盐水泥。b.外加剂。尽量选用引气量小的外加 剂,并严格控制外加剂的用量。c.碎石。选用级配良好碎石，采 用3种~4种单粒级配的碎石进行科学掺配，严格控制针片状颗 粒含量。d.砂。优选n级中砂，提高拌合物的抗分离能力。e.外 掺剂。正确理解掺加外掺剂的设计理念，不盲目加大外掺剂（特 别是粉煤灰）的数量，减少对气泡的粘滞作用。

2) 配合比。

a.权衡考虑砂率的大小，形成良好的密级配。b.保证足量的

水泥用量。c.严格控制水灰比的大小，减少自由水的数量。d.根 据工艺要求，施工条件，选用合适的坍落度，尽量控制在120 rrnn ~

180 mm之间，对于坍落度不符合要求的混凝土宁可退场弃用，不

可勉强使用。

3) 混凝土的拌合。

a.保障足够的拌合时间。b.通过试配和产品证明书，选择合

理的投料顺序。c.严格控制外加剂的掺量，对于水剂外加剂，要经 常进行翻搅，保持相同的浓度。d.外加剂必须与水泥匹配，正式使 用前进行试配,一旦变换厂家、品种,必须重新进行配合比设计。

4)

对于形状特殊的构件，要进行单独的专项施工方案，类似的工作经验。

5) 模板。

尽量采用大型钢模板，最好选用新购置的模板，并选用优质 脱模剂，涂刷要均匀。

6) 施工工艺。

a.混凝土振捣时，振捣器的插人间距、插拔速度、插人角度、

振捣时间正确。开工伊始，要进行首件产品的试验、总结、认证。

b.杜绝施工陋习。严禁通过加水、加外加剂调整混凝土的坍落

度，一经发现，必须把混凝土清场，并对责任人进行严惩。

3

结语

引起混凝土表面的气泡多的原因很多，而现场出现气泡多的

外观缺陷也往往是由多方面原因造成的，因此要预防这种情况， 需要多管齐下，综合治理,才能收到良好效果。（下转第197页）

借鉴

第43卷第22期2 0 1 7年8月

牛凯:高层建筑电气节能技术研究

• 197 •

2

高层建筑电气节能技术应用实例更好的促进我国能源节约型社会的建设，在该高层建筑之中一共 加设了两组燃气发电设备，每一组燃气发电设备的功率为

1.2 MW，所发的电能供给该高层建筑内部使用。该发电机组所 形成的一些高温气体，可以让高层建筑中所设置的制冷设备以及 锅炉设备再次的利用,这样便能够实现整个电气系统的冷、热、电 三者联合使用的作用。

2.1 上海中心大厦供电系统概况

此项高层建筑工程所应用的变压装置数量为三台，其负载率

为69% ,65%以及62%。若是三个变压装置中的其中一个变压装 置不能正常的使用，剩余的两台变压装置均可以将发生故障的变 压装置承担的负荷加以分担。该高层建筑的供配电系统所引人 的电源电压为35 kV，共包含有三路专线，若是其中某一线路出现 问题，那么要确保另外的两路电源不能够同时受到损坏。

2.4高层建筑电气新能源的节能设计

该高层建筑工程在塔冠结构处加设有风力发电装置，该发电 装置所提供的电能能够为该高层建筑使用，能够节约电能消耗量

为119万kW _ h,这些能源足够该高层建筑中的屋顶观光设备全 年使用，并且整个过程中电能的生产非常清洁，几乎不会造成环 境污染，同时还可以有效的降低对于市政电网的供电需求。

由于该高层建筑的总高度为632 m，此高度下的日均风速值 约为7 m/S。而通过设置垂直轴式的风力发电装置，可以确保该 发电装置的年发电数量达到119万kW • h。所安装的风力发电

2.2公共空间的室内照明节能技术的应用

在此照明工程之中，应用型号为T-5的节能灯，此节能灯属 于高频荧光灯，同时对此节能灯配备了相应的节能镇流装置，这 样不仅可以确保室内公共区域的照明质量，并且也可以满足照 明的各种要求。在公共区域之中对照明系统进行智能化的控 制，对于大堂区域、走廊区域以及餐厅等所有的公共区域中，均 采用智能化的照明系统控制方式。所采用的智能控制方法主要

在长期的实践应用过程 包含有定时的照明控制、现场智能开关控制以及感应控制等等， 装置能够从不同的风角对风能加以收集，

也证明此设备具有较高的稳定性以及安全性。依照各种公共区域的功能性以及特点，而采用适宜的智能控制 中，方式。

3

结语

目前,建筑节能已经成为了人们日益关注的问题，而且高层

2.3 空调系统节能设计

2.3.1 冰蓄冷空调系统的节能设计

在此高层建筑之中，电气系统通过设置冰蓄冷空调系统来减 少在用电峰值期间对于电力能源的需求数量。当处于夜间，此时 用电量也处于谷值，低区能源系统之中的冰蓄冷空调系统会把所 形成的冰储存在相应的冰槽里面。而在白天达到用电的峰值时 间段内，冰块将融化，从而承担一定的冷负荷，所承担的冷负荷大 约占整个高层建筑所需冷负荷总量的30%。采用这样的节能技 术，会明显的降低在用电峰值期间的电力消耗数量，同时还可以 有效的提升机械制冷的效率。在此高层建筑之中，一共设置了两 个能源供应站，冰蓄冷空调系统属于低区服务系统，其是通过水 冷式的离心制冷设备,利用夜间用电的低谷期间进行制冰，采用 乙二醇作为冷剂。而在白天用电的高峰期间，融冰以及吸收式的 制冷设备则同时为高层建筑提供冷源需求。

建筑也正朝着更为节能、更为绿色、更为环保的方向发展,这也必 将成为今后建筑行业发展的趋势。而我国建筑现阶段在节能技 术的应用以及节能方案的设计工作中，依旧存在相对多的问题与 不足，要求我们应当脚踏实地，切不可盲目跟风，要依据我国的实 际经济情况以及不同高层建筑的具体情况，采用更为适宜的节能 技术与节能方案。在高层建筑节能设计的过程中,应当首要考虑 到建筑能耗最大的部分，即机电系统的节能工作，然后再全面的 开展整个建筑的节能设计工作。参考文献：

[

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陈

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J].福

建建筑

,2017(4) :93-95.

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环

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建材

,2017(3) :33.

浅

析

建

筑

电

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计

中

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常

用

节

能

技

术

2.3.2冷热电三联供热系统的节能设计

想要确保电能得到更加全面的利用，改善电能的利用效率,

[3] 谢

材

勇平.

[J].江

西建

,2017(4) :217.

Study on high-rise building electricity energy saving technologies

Niu Kai

Abstract: The paper introduces high-rise building electricity energy saving technologies. Combining with engineering examples, it explores in­

door lighting energy saving technology application in public space, air-conditioning system energy saving design, and high-rise building electricity energy saving design, so as to efficiently use the electricity energy and to guarantee the building engineering economy and rationality as well.

(Shanxi Lanhua Coal-Bed Methane Co. , Ltd, Jincheng 048000, China)Key words ： high-rise building, energy saving technology, energy saving design, electricity system

(上

接

第

140页

）

On reasons for bubbles on concrete surface and prevention measures

Lei Ming

(Shanxi Zhenxing Road Inspection Co. , Ltd, Taiyuan 030006 f China)Abstract: The paper introduces the hazards for the bubbles on the concrete surface, and points out the prevention measures for the bubbles on the

concrete surface from the raw materials, proportional ratio, and construction craft according to the reasons for the bubbles on the concrete surface, so as to reduce the number of the bubbles on the concrete surface and prolong the lifespan of the members.

Key words： concrete, bubble, cement, proportional ratio