装配式混凝土构件表面气泡影响因素的研究分析.pdf

摘要 ： 随着装配式建筑的大力推 广， “ 高强 、 耐久 、 经济 、 美观” 的装配式混凝 土构件 必将 广泛应 用于房建及 市政工程 中 该文针 对某车间生产的装 配式混凝土构件表 面出现 的不同程度的 气泡问题进行 了总结分析和 中试试验 验证 指 出了装配式混凝 土构件表 面气泡问题产生的原 因、 技 术角 度和 生产环 节改善 的关键 关键词 ： 装配式混凝 土构件 ： 表 面气泡； 工作性 ； 成型制度 ； 脱模剂 中图分 类号 ： T U5 2 8文献标识码 ： A 文章编 号： 1 6 7 1 - 9 1 0 7 ( 2 0 I 6 ) 1 0 - 0 0 5 4 - ( 1 3 Abs t r a c t ： Wi t h t h e t r e me n d o u s p r o mo t i o n o fp r e f a b r i c a t e d c o n s t r u c t i o n ， t h e p r e f a b ric a t e d c o n c r e t e c o mp o n e n t s o f” hi g h s t r e n g t h ， l o n g d u r a bi l i t y ， e c o n o my ， a n d b e a u t y ”a r e d e f i n i t e l y l a r g e l y a p p l i e d i n r e s i d e n t i a l b u i l d i n g s a n d m u n i c i p a l e n g i n e e rin g T hi s p a p e r s u mma ri e s ， a n a l y z e s a n d v e rifie s t h e b u b b l e p r o b l e m s o f d i ffe r e n t d e g r e e s o n p r e f a b ric a t e d c o n c r e t e c o mp o n e nt s s u r f a c e i n a wo r k s h o p ， a n d p o i n t s ou t t h e c a u s e s a n d i mp r o v e m e n t k e y p o i n t s a t t e c h - n i c a l an d p r o d uc t i o n s t a g e s Ke y wor d s ： p r e f a b r i c a t e d c o n c r e t e c o mp o n e nt ； s u r f a c e b u b bl e s ； wo r k a b i l i t y ； mo l d i n g s y s t e m； mo l d d i s c h a r g i n g a g e n t 0引言 政府工作报告提出 “ 要积极推广绿 色建筑和建材 大 力发 展装 配式建筑 提 高建筑技 术水平和工 程质量 ” 的重要 目标 。 装配式混凝土构件的生产是发展装配式建筑的关键环节 车间生产 装配式构 件过程 中部分构件 表面存在大量 尺寸 不 等的表 面气泡 ： ( 1 ) 从 构件类别 ： 预制 楼梯板 和梁 出现表 面 气泡 的概率和数量较 多 部分气泡 直径达到 1 0 m m以上并能 看 到裸 露 的粗骨 料 装配墙 板表面 出现气 泡较 少 ； ( 2 ) 从 气泡分 布： 楼梯板 多出现在垂直浇筑方 向偏 上部 、 踏板和踢板处 以及 两端梯段 休息平台处 梁多 出现在两端钢 筋加密处及预埋线 管密 集处 部分 出现在 中上部 隔墙板 主要 集中在两端及榫 口 处。 这些气泡不仅严重影 响构件 的美观 。 还 会 降低 混凝 土的耐久性 为此 研究和解决构件 表面气泡 问题 具 有现实指导意 义 1试验研 究对 象及分 析 混凝土构件生产过 程中表面气泡 的产 生 主要分两个阶段 ：第一阶段是新拌混凝 土内 部的引气气泡和包裹的空气气泡经动 力压实 表 1混 凝 土 配合 比 环节 如选 用表面光滑 的模板 、 亲水性 脱模剂 、 最 佳的 成型制 度等以利于气 泡的排 出 1 1 考 察混凝土 自身 因素的影响 混凝土是生产装配式构件 的最主要材料 其工作性能不 良可能是导致气泡不易排 出的主要凶手 混凝 土表面气泡缺 陷产生 的现象级原 因是在模板 的束缚下 附在模 板表面的大 气泡破裂产生诸 多尺寸不 一的气孔 更深层 的原 冈与混凝 土 本 身的特性有关 ， 如流动性 、 粘聚性等 工作性 能 、 配合 比和组 成材料的变化等日 试验选取生产车 间具 有代表性 的三种不 同工作性能的混 凝土 ( 编号分别为S Y 一 1 、 S Y 一 2 、 S Y 一 3 ) ， 采用车 间工艺浇筑预制 叠合粱 将表面气泡情况进行对比。三种混凝土的生产配合 比 分别见表1 ， 所用原材料 、 设计 强度 等级均一致 。 作 用汇聚成大气泡振动上浮逸 出到表 面 ：第二阶段是逸 出到 表面的气泡未能获得更大的能量 突破 模板的束缚排 出到空气 中而附着在模板上 在混凝土硬化后气 泡破裂形成表 面缺 陷。冈此 要解决混凝土表面气泡问题一方面要优化原材料和 配合 比设计 改善混 凝土工作性能 ： 另一方面是改善生 产工艺 收稿 E t 期 ： 2 0 1 6 0 7 2 2 作者简介 ： 董恒瑞 ( 1 9 8 8 一) 男 ， 河南商丘人 ， 本 科 ， 初级 下程师 ， 主 要从事混凝土相关技术研 究与管理。 圈c h o n g q in g A rc h ite c tu re 2 ()l 6 N 【)1() S Y 一 1 混凝土初始坍落度T 为 I 6 0 m m S Y 一 2 混凝 土初 始坍 落 度T 为1 9 5 mm S Y 一 3 混凝土初始坍落度T 为2 2 5 mm； 车间生产 过 程 中每罐混凝土材料从搅拌运 至生产线到浇筑完毕大约需要 l 1 5 h 采用车间所用 的插 入 式 振捣方 式进行 振捣成 型 至 表面无 明显气泡 冒出为止 三 种 工作性能不同的混凝土所制 备的预制梁构件见图1 由图l 可知 ： 随着混凝土坍 瓣 ll 00 -、 赫 赫 f a ) S Y- 1 混 凝 土 预 制 梁 装配式 混凝土构件表面气 泡影响因素的研究分析 一 ( b) S Y一 2 混 凝 土 预 制 梁 ( c ) S Y一 3 混 凝 土预 制 梁 图 1不 同混 凝 土 预 制 梁表 面 气 泡 分 布 情 况 落 的增大 构什 脱 丧 气泡的数量减 少、 平均气池 j r 降 低 说明跳凝土 I ： 作 能增大 可降 低构件表面 现气泡 的概 率 ， I 作性提 高对 凝 ： 甲 均气泡 直径及 比表 面积 、 气泡 的彳 L 分 等特 产 生 较 嚣 ： 的 影 响 外 、 结 合 S Y 一1 、 S Y 一 2、 S Y一 3 混 凝 卜 比 和 况 对 比 r 叮知 ： 增 J J I 1 胶 材 用 量 丁 减 少 混凝 构什f I j 脱“ 泛砂 ” 、 “ 砂线 ” 情况发牛 进一步提 高混凝 土 惭 度 降低气 泡遇 滞 蹦情况的发 1 2 弓察 成 型 制 J 耍I 上 I 索 的 影响 新 拌 混 凝 土 振 捣 t19过 也 是 内 郝 气 泡 ? I = 聚 排 的 过 秤 振捣效 接影响 凝 卜缃什 的 断质髓 、存 年问小场 试验 察 1 成型方法 、4 I d 掀 l I1 f 冈素对混凝土丧 瓜气泡 的 影 响 1 2 1振 动 成 型 f I l 振 捣 战 图2试 件表 面 气 泡 标 记 试 验 随 机 选 取 1 1 1 j 生产构件川 的濉凝 土 其 巾 坍 发 J 9 0 r f 1m 、 粘 聚 忡 良 、 保水性 良好 试验 选 ， 1 】 与模 板相 材 质 的 铸 铁 试模 。 J 、 5 0 x 1 5 0 x 1 5 0 n 1 m卡 5 1 拟 浇 筑成型过程拆 模后 标 表 面 气 泡 ： 统 计 表 面 气 泡 J 寸 和 数 融 如 图2 一 4 所 爪 _ 咖 鼎 陶 强 ) 2 ( 1 30 4 0 5 0 振动成喇J_=f r； ,J 图3振 动 时 间 对试 样表 面 气 泡 数 量 的 影 响 _ 酗 鼎 暄 ll莘 氆 1 0 1 【 ) 3 0 40 5 ( ) 抓 捣 - II ,J 川 图4振 捣 时 间 对 试样 表面 气 泡 数 量 的 影 响 试 验 结 果 表 【 l爿： 混 凝 j 丧ff d 5 mn 以 I 的 泡 数 南 t魁减 少 增 多 2 1 m以 上 的 总 t 泡 数 观 ，屯增 多后 减 少 虑 刮 彳 气 泡 i： 径 一 般 彳 1 5 T l I T 】 以 殳认 为5 mm以 l 泡 数 少 的成 型 时 间 即 是 最 成 删I 1 1 1 J 该 试验 是 4 0 s ： 振 动 时 小 于 最 时 间将 导致 试件 丧 泡 数 l = 增 J J I I 大 于最 作 成 J 时 川 敛5 n m 以上 的大气泡 也增J J I 1 混凝 土振捣成型时 也 个 最他 的成型时问 泼 试验 是5 ( ) s ： 振捣成 型5 0 s 寸 试 仆 总 气 泡 数 最 少 但 振 捣 成 ， l 4 ( ) s f I 1f 的 5 mm及 以 的 气 泡 牧 艟反 Im 少 5 时I l ij 尺寸 的气泡数垃 混 凝 土 颅制 构件 成 型 时 外 界振 动 波 埘 气 泡 排 放 作 川 小 州作川 力效应 径的 川对 半 泡 的破 坏 J 也 f 同 振捣 和振 动成型均 ” r 效排 气泡 f 一 个址 f 型制 度 1 _ 2 _ 2浮浆 层 及 内 邴气 泡 f M 将振捣成 型的试什劈 ” ： 观察 内部浮浆 度 肢 部 泡 的 分布 见 罔5 - 8 所 爪 图5振 捣 1 O s 时 混 凝 土 内部 形 貌 图7振 捣 4 0 s时混 凝 土 内部 形 貌 图6 振捣 2 0 s 时 混凝 土 内部 形 貌 图8振 捣6 0 s 时 混凝 土 内部 形 貌 重 庆 建 筑 20 1 6 N 0 1 0 第 15 卷 总 第 1 56 期 E _ 孙 鲫 0 舢 对 比可知 ： 试件 内部气泡数撼 装 配 式 混凝 土构 件 表 面 气 泡 影 响 因 素 的 研 究分 析 i 表面数 量的变化规律足 敛的： 但振捣时间越 K 试什浮浆 越厚 以试件“ 表 面气泡” 、 “ 内鄙气泡” 和“ 浮浆层厚度” 项指标 作为评 判依据 ， 1 r 知 ： 振 动成型或行振捣成 型时均存在最佳时 伏 文勇 也认为仔 一 个最 佳振 动时问T 大于或小于最佳 成型时 都将影响混凝 土的表 面质量 和均匀 性 ，所 以任构件 生 产 过 程 中彬 据 混 凝 土流 动性 的 同 、 钢 筋 疏 密 不 同 ， 选 择 合 适的振捣或振动成 型时州 振捣时 间不足将 导致预制构件排 气不充分表 面气泡数量较 多，振捣时 问过长也易造成表 面气 泡数量增多并； 【 起浮浆 增厚 l - 3考 察脱 模 材 料 索 的 影 响 南 于 模 板 的 材 质 、 平 骼 J 堑、 脱 模 剂 种 类 等 对 混 凝 土 气 泡 排 出也彳 丁 影响 在成 型时附符 模板 表面 的混 凝 土经振捣 器动 力厂 巨 实作川气泡 礼 ： 集 、破裂 模板 位置 产生凹凸不平 的气孔 并 f 浮 试验采 用2 0 0 x 2 O O x 5 O O m n l 透 【 j月 立柱 体试模观察表 面喷涂 水性 脱 模 剂 和 汕 性 脱 模 油 对 混 凝 土 表 面 排 气 过 程 的 影 响 试 验 用 混 凝 土 从 问 ， i 产线 随机 选取 表 面 排 气 情 况 见 罔9 )水 性 脱 模 剂 成 型 ( b)脱 模 油成 型 图9混凝土振捣成型 时排气情况 从罔9 表 面气泡分 布 “观情况看 出 ： 采用水性 脱模剂更彳 丁 利于气泡的排 成型过稃中混凝土表 面气泡直径小 、气泡 少 、 外观质姑好 、使用脱模油时 则试块表 面气泡直径较 大 ， 分 布较密集 外观质量蔗 、 使川水性脱模剂能有效解决混凝 土表 面气泡的问题 ， 水性脱模剂是一 种亲水性聚合物 能够均匀地涂刷在模 板表而 降低混凝土 与模板之 的 界面结合 力， 使气泡容 易逸 H ： 破 灭 减少混凝 土表面气泡 数 ： 脱模剂 巾含有 一定 的消 泡 成分 有利于气泡的破 灭或 向内部移动 ， 减小混凝 土表面气 泡直 工 并降低气泡数 ； 脱模 剂附着于成型物 和模 具之问直 接起刮 隔离作用有利于改善混凝_-1 表观质量l6 1 2中试试验验证 进 一步验 证 试验 沦的准确性 、 适 用性 ， 在上述试 验 基础 l 进 行 巾试 模 拟 试验 逃 步 沦证 其 可行 忡 随 机选 川 C2 0、 C3 0、 C 4 0 1 4 凝 土 浇 筑 3 5 0 x 4 0 0 x 2 0 0 0 mn 1 预制 混凝 i 坍 度控制 l 9 0 2 1 O m m， 采J H 两 卜 水性脱馍 J： Ij 研 发 r f 1 心 成 型 窜 逃 制 作 采用 插 入 武 振 捣 成 型 ， 所制 粱卡 勾 仆 1 0 梁 夫 均未H 脱大 而积 气泡 囝 C h o n g q in g A rc h it e c t u r ) l (1 、 【 J l 【】 ( a ) C2 O , 凝 土 预 制 梁 ( C )C4 0 混 凝 土 预 制 梁 图 1 0 中试 混 凝 土 预 制 梁 构 件 3结 论 住_乍问生广 ： 过 程中出现 的装配式混凝 土构件表面气泡 问 题 的 原 足 多方 的 本 文 通 过 试 验 对 比 和 巾 试 验 证 认 为 改 善 J 述情况的措施包括 ： ( 1 ) 增大混凝土的l丁作性 适 当提高胶凝材料川馈 I f f 明显 降低表面气泡 脱 的概率 ( 2 成型制度影 向 混 凝土内部气泡的排放进程 ， 振捣 时 不足不利 于气 泡的排 放 振捣 时间过长将增 大浮浆层层 ， 影 响装 配 构 件 构 安 个 ( 3 )脱模材料影响气泡在模扳 f ： 的排t l 效 水惟 悦殴利 效 果 优 于 脱 模 油 参 考文献 ： l 1 王迎春 ， 陈柏连 ， 严建军 ， 等 二峡 f 程混凝 土表面气泡 形成原 分析 材料科学 与T程学报 ， 2 0 0 3 ， 2 1 ( 1 ) ： 4 1 4 3 【 2 1 郓 明洋 ， 杨荣 俊 ， 张金喜 水灰 比对混凝 土气泡特 参 数影响的试验研究 混凝土， 2 0 0 7 ( 1 2 ) ： l 3 一 l 6 【 3 1 傅智 新拌混 凝土振 动结构 粘度研 究 公路 交通科 技 ， l 9 9 6， l 3 ( 3 ) ： 1 9 4 1 伏义勇 双控制粉煤 厌混凝土 剖断 面( 含表 I 所) 人气 泡 排出试验模型的建 【 -I l _ 粉煤 灰， 2 0 0 l ( 2 ) ： 1 1 一 l 4 5 1 雷映平 高效 水溶性混 凝土模 板脱模刹的研究 l J 混凝 土 2 0 0 2 1 5 5( 9) ：4 1 4 3 6 1拿方 利 ， 施 小民 张培 育 预制混 凝土管 片表I 面气泡影 响因素研究 铁道建筑 ， 2 0 1 5 ( 6 ) ： 1 6 5 一 I 6 8 责任编辑 ： 孙苏 李红