浅论高强抗冲耐磨混凝土气泡成因分析与控制技术

《浅论高强抗冲耐磨混凝土气泡成因分析与控制技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、浅论高强抗冲耐磨混凝土气泡成因分析与控制技术杨勇，吴峥睞（中国水利水电第七工程局冇限公司，四川成都610081）摘要:结介溪洛渡水电站泄洪洞无压段混凝土工程，主要针对爲强抗冲耐磨混凝土特点,通过现场试验调査，从微观角度对混凝土表而气泡形成机理与排出机理进行了分析研究，对泄洪洞无压段混凝土浇筑工艺进行了改进，提出了减少气泡的有效措施,对高强抗冲耐磨混凝土表而气泡的消除具有一定借鉴意义。关键词：溪洛渡水电站；泄洪洞；高抗冲耐磨混凝土；气泡成因；控制技术1工程概况溪洛渡水电站左岸1#、2#泄洪洞无压段为城门洞型，衬砌后净空断面为14mX19m（宽X高）,衬砌厚度0.8m-1.0m,设计混凝十标

2、号C9（）40F150W8（配合比见表1）,分底板、边墙、顶拱三序浇筑，按9.0m进行分块。其屮，泄洪洞无压段底板浇筑含两侧60cm小边墙，单仓小边墙尺寸为：9.0mX1.（）mX0.6m（长X宽X高）,小边墙模板采用1,5mX0.6m拼装钢模板。试验仓浇筑期间，1#、2#泄洪洞无压段底板小边墙气泡比较突出，出现了直径达5mm的大气泡。混凝土气泡缺陷不仅影响外观，最严重的是对泄洪洞安全持久运行产牛影响。为避免气泡缺陷造成高速水流下对泄洪洞表面的气蚀破坏，减少麻期的修补费用，需要在施工过程屮就减少表面气泡的出现。表1C9040F150W8混凝土施工配合比设计等级级配水胶比粉煤灰品种及掺量（

3、%））用水量(kg/m3)胶材(kg/m3)砂率（%）坍落度（mm）水泥煤灰臥400.401级30%120210903470〜905)40■-0.40I级30%13323310039.5140〜160减水剂：采用JM-PCA引气剂：采用ZB-1G2混凝土气泡的物理特性混凝土振捣前内部散布著大量气泡，主要包括混凝土拌合、运输、下料过程引入的空气泡，减水剂中引入的气泡以及引气剂中的微小气泡。作为单纯水溶液中的气泡，为气、液两相体系，气泡的液膜是很薄的，只有几纳米厚，容易破灭。而存在于混凝土浆液中的气泡的液膜粘附有大量水泥等固体颗粒后，气泡山单纯的液膜变成液一固复合膜，液膜变厚，弹性增强，所以

4、气泡存在的稳定性人大加强。通过振捣，部分气泡直接排出，部分气泡发生移动，人最独立存在的气泡可能相遇，并发生粘附，两个气泡被液膜相隔，在振捣机械作用下，加上气泡内口J能存在的压力差，小气泡中的气体冲破液膜进入大气泡中，结果两泡合并，反复作用后，可形成许多大尺度气泡。I大I此，大气泡形成与气泡的特性（气泡液膜的稳定性）以及振捣影响密切相关。3气泡分类稳定性分析3.1空气泡混凝土拌合、运输、卜•料过程引入的空气泡。该类型气泡泡径人且极不稳定，极易聚合成更大泡径的气泡，称为不稳定气泡。在工程施工过程，在欠振、漏振的情况下，产生的表面气泡主要是这类空气泡。3.2减水剂引入气泡减水剂引入一定最的微细

5、气泡，由于相同的电性斥力作用，这些气泡处于水泥颗粒之间如同滚珠轴承一样使水泥颗粒分散，从而增加了水泥颗粒间的滑动作用，起到一定的减水作用。但是这些气泡大小不均匀、形状不规则、不稳定。随着运输和振捣的进行，往往小气泡互相聚合成为大气泡,并最终向外溢出到达混凝土表而形成气泡。因减水剂中的气泡介于稳定与不稳定间，称为介稳气泡。3.3引气剂引入气泡引气剂形成许多微细气泡，这些气泡尺寸在20-200um之间，而且均匀分布在混凝土内部，气泡表面的液膜也比较牢固，从热力学的角度讲，即液膜的动电电位较高，能阻止气泡聚结，气泡相对比鮫稳定，不易破灭，这与减水剂引入的气泡有本质区别，对混凝土抗渗和耐久性都是

6、有利的。因此合格的引气剂引入的气泡是微细气泡，一•般不会聚结成大气泡而溢出。工程实践也表明，泄洪洞混凝土控制引气剂掺量将含气虽按4%设计下限水平控制，但气泡问题并未因此得到改善，也说明引气剂引入的气泡与混凝土表面气泡形成关联不人。3.4水泡水泡为水泥颗粒凝絮作用所包裹的水在后期蒸发以后所形成的水囊空腔所致，与水泥的多少和水灰比的人小关系佼人，水泥用量较少的低标号混凝土屮H由水相对较多，从而使水泡形成的机率增大。4气泡排出机理分析混凝土表面气泡的形成，主要是混凝土中气泡无法顺利排出聚集在模板边缘的结果。混凝土在振捣作用下液化，成为稠厚匀质的固液气三相共存的似液混合物。振捣使微小气泡相互接近

7、，聚结成稍人的气泡，在浮力作用下克服浆液粘性阻力上升排出。根据stoke原理，气泡上升的速度•气泡的大小成正比，•粘液的粘性成反比。首先，从混凝土粘性方面分析，当浇筑高标号混凝土时，由于高标号混凝土胶凝材料用量较大,具混凝土的粘性较人，造成气泡排岀需要的时间较长。经过现场计时，本工程单点振捣时间要达到60〜80s时混凝土表而才有大气泡冒出，即便如此，小边墙气泡仍未减少。另外，胶凝材料用量越大,气泡排出越困难，木工程浇筑14-16cm