“T”型梁马蹄面气泡成因及其防治措施研究

董尚书

摘 要：330国道武义江大桥改建工程需要预制40片50米T梁，220片30米T梁，施工过程中 “T” 梁马蹄面气泡病害常常出现在混凝土结构中，对混凝土结构构件的使用造成了较多不利的影响，包括性能、耐久性等影响方面。梁马蹄面气泡产生的原因较多，总体分为两个层面，一是混凝土自身缺陷导致，包括粗细骨料的级配的不合理、水泥化学成分不稳定、外加剂的影响、水灰比的影响、和易性的影响;二是混凝土施工工艺的不良导致的，包括施工中不能很好的填充各种空隙、模板粗糙度过大、脱模剂粘度过高、浇筑方式不科学、附着式振动器以及振动棒使用选型不良造成各种气泡病害。在”T”梁马蹄面气泡的防治措施中，要控制混凝土性能，做好优化施工工艺，包括模板制作工艺、脱模剂涂抹工艺、混凝土浇筑工艺、混凝土振捣工艺等，从各个层面控制好”T”梁马蹄面气泡的产生。

关键词：”T”梁马蹄面气泡;产生的原因;防治措施

“T” 型梁马蹄部位常常会因为各种气泡病害而造成了较多的凹坑、麻面等病害问题，在混凝土构件长期的使用过程中，这种结构上的缺陷和病害，通常会对构筑物造成不同程度的影响，减少了构筑物的使用耐久性和力学承载性能，在长期不良荷载的作用下，这些在”T”梁马蹄面处，因为气泡产生的各种结构问题会不断的深入发展，最终可能对构筑物的安全造成巨大的破坏影响。

一、定义

（一） ”T”梁马蹄面。在”T”梁的腹板与下翼缘的连接位置，这部分斜面与马蹄的性状较为相似，因此称为马蹄面。

（二）气泡。浇筑时混凝土中的气体未被完全排除，成型后在混凝土表面形成的圆形或椭圆形凹坑。

二、”T”梁马蹄面气泡的产生原因

（一） 混凝土自身缺陷

1、粗細骨料的级配不合理。在混凝土的组成成分中包括水泥、粗骨料、细骨料、水、各种外加剂等，这些组成成分应该严格按照规范规定的技术要求或者配合比通知书严格执行，如果这些组成成分的构成比例不能合理的设置，就会造成混凝土结构的各种性能和使用上的缺陷，给混凝土的结构造成较大的不利影响。比如如果混凝土结构在配合比的设置过程中造成了粗骨料的比重过大，那么在”T”梁的制造浇筑过程中就可能会引起较多的空隙，这些空隙中充满了空气，在浇筑过程中很可能会引发骨料之间不能充分的密实，而导致各种大小不一的气泡产生，

另外一些可能导致气泡产生的组成材料问题可能有：材料的规格性状不符合要求，比如存在较多的片状骨料，片状骨料与细骨料之间很容易产生气泡，同时较多的片状材料也不利于混凝土材料承载力的提高;骨料中的小骨料的比例较小时，对于粗骨料之间的缝隙无法有效的填实，造成了粗骨料之间较多的空隙，这中空隙在施工中也容易产生气泡。

2、水泥化学成分的影响。混凝土材料的水泥成分的质量也是导致”T”梁马蹄面气泡的产生一个重要的原因，主要表现在两个方面：一是，水泥在刚出厂的一段时间内，因为其受到自身生产工艺的影响作用，其化学成分中的元素存在较多不稳定的因素，如果是刚刚制造出来水泥，在立即投入使用的过程中，必然会导致其产生较多的不稳定现象，主要表现在施工过程中会造成较多的气泡以及造成混凝土的保水性能显著下降的现象，而气泡的产生和保水性的下降就会引发较多的离析和结构分层病灾;二是，在水泥的搅拌过程中通常会用到许多添加剂和技术工艺添加成分，比如助磨剂的使用，助磨剂虽然能够有效的提高水泥的强度以及各种添加矿粉的活性，但是其使用过程中如果不能采取有效的控制措施，必然会在施工过程中产生较多的气泡，这些气泡可能会发展为很大的情况，对混凝土构建的影响极大。

3、外加剂的影响。为了保证混凝土的各项性能符合相关的使用要求，通常会在混凝土的搅拌施工过程中加入适量的添加剂，混凝土的使用要求性能较多，主要包括黏聚性、流动性、保水性等和易性要求。其中混凝土的制造过程中如果流动性能不能满足要求，一般需要加入引气剂来增加混凝土的流动性，虽然混凝土的流动性有所增加，但是混凝土中也引入了较多的气泡，如果不能采取有效的处理措施，那么这些气泡必然会存在于混凝土结构中。

4、水灰比的影响。水灰比也是影响气泡产生的重要原因，一方面有些施工单位了为了提高混凝土结构的强度，在水灰比的控制上往往采取提高水泥比例而降低水含量的措施，混凝土的水泥成分比例增加，从理论上来说，对结构体的强度增加有一定的帮助，但是同时也会因为混凝土在施工浇筑成结构体的过程中，不能很好的产生流动性，以至于混凝土可能在结构构建的内部不能有较好的连续性和外部可能产生较多的气泡、蜂窝、麻面等不良病灾。

5、混凝土和易性的影响。和易性是混凝土施工过程中的重要控制指标，和易性的控制上要注意其组成成分的控制，比如如果混凝土中的水泥浆越多，会将粗细骨料中的各种空隙充分的填实，能够有效的减少气泡的产生，又增加了混凝土的流动性，使混凝土在施工浇筑的过程中，不会因为流动性较差的原因而造成较多的麻面、蜂窝现象，但是混凝土结构会因为级配比例的不合理而造成混凝土的各方面性能严重下降，所以在混凝土的和易性控制过程中要综合考虑，不能只是追求提高和易性。

（二） 混凝土施工工艺

施工工艺造成的马蹄面气泡与上述混凝土自身缺陷相比，混凝土的拌合及浇筑施工工艺对蹄面气泡的产生影响更大，但更容易控制。

1、在马蹄面与腹板相交处，因为存在较多的影响施工和振捣的构件，使得这个位置很容易造成施工浇筑和振捣阶段的不充分，施工浇筑中的问题重要是混凝土不能很好填充整个”T”梁马蹄面，在施工过程中就不能很好的预防各种空隙的产生。另一个影响方面是在混凝土的振捣过程中，如果混凝土的浇筑过程不能取到较好的密实效果，那么在混凝土浇筑完成之后的振捣阶段可以很好的补救，经过充分的混凝土深入振捣，能够使混凝土结构更加密实，有效的提高混凝土结构构建的各方面性能，”T”梁马蹄面的振捣方式一般也是采用常规的附着式振捣和振动棒振捣，因为”T”梁马蹄面处有各种钢筋以及预应力筋分布，加上这个位置的空间较小，各种振捣方式很难深入到振捣位置，无法对产生气泡的位置进行有效的处理和防治。在施工工艺的处理上，通常是利用其相邻位置的充分振捣，引起混凝土的充分振动，周围振捣施工过程中，在振动的影响下，混凝土内部的气泡会沿着分布钢筋或者模板内壁向上移动，最终能够将气泡移除，所以在施工安装模板的过程中要充分保障气泡移动路径的顺畅，防止气泡无法有效的向上移动，在技术处理上是将有棱角的位置做成圆角状，增加棱角位置平滑度;气泡在上升的过程中也会沿着模板向上，但是模板如果粗糙度过大，那么就会影响气泡向上移动的趋势，在模板放置固定之前，应该做好充分的打磨或者采取有效的减少摩擦力的措施。

2、脱模剂粘度过高的影响。在混凝土浇筑施工的过程中，为了能够在后期拆模的过程中，很便捷的分离模板和混凝土结构，通常在混凝土浇筑之前会在模板的表面，均与的涂刷一层脱模剂，脱模剂能够有效的隔绝模板与混凝土的粘结作用，并且能够保障混凝土结构构件的表面较为光滑平整，但是对于”T”梁马蹄面的气泡控制来说，因为气泡需要沿着模板内表面缓慢的排出，那么在模板上涂刷的脱模剂就会对气泡的上升排出过程产生较大的粘结阻碍作用，使得气泡不能有效的排出。

3、浇筑方式的影响。因为”T”梁马蹄面处的钢筋分布较为密集，在混凝土浇筑的过程中，不能有效的填充结构位置的各个空间部分，主要表现在三种浇筑的过程中，一是在混凝土垂直浇筑时，因为钢筋和预应力管道的阻碍，在钢筋底部的区域内可能存在较大的混凝土未填实的区域，而垂直建筑的混凝土无法有效的填充这部分区域;二是在梁体从一侧向另一侧的浇筑过程中，因为先浇筑的混凝土流动过程中在模板中滞留了较多的水分，到达”T”梁马蹄面处时，混凝土的水分比例已经大大的减少，而继续随着混凝土向前的移动过程中，会因为混凝土本身的和易性下降而导致较多的空隙以及气泡出现;三是在混凝土水平分层浇筑的过程中，分层厚度如果过大，在气泡受到振动作用而排除的过程中会因为混凝土覆盖厚度加大的原因，而无法完全排除所有的气泡。

4、 附着式振动器使用的影响。在混凝土施工浇筑的过程中要及时的对刚浇筑的混凝土进行有效的振捣，对于”T”梁马蹄面处的混凝土振捣，即使不能有效的深入混凝土内部，也要依靠振捣设备的振动能力将混凝土内部的气泡通过振动效应排除，因此”T”梁马蹄面处的混凝土振捣对于振捣设备的要求更高，如果因为振捣器的振捣能力不足或者振捣器出现故障，不能有效的产生良好的振捣效果，那么在”T”梁马蹄面处产生气泡病害可能性的风险就会增加。对于”T”梁马蹄面处的振捣方法也要严格按照工艺要求进行，其振捣的区域分为引导区、主振区与复振区三个区域，对于不同的振捣区域应该采取有效的振捣方式，如果在施工过程中，针对每个区域的振捣方式不能有效的采用科学的技术控制措施，就很有可能造成作用区混乱，功能减弱或过振，将造成振动不密实、分层、气泡在排出不彻底等外观缺陷。

5、振动棒使用的影响。对于”T”梁马蹄面处的混凝土振动棒插入式振捣来说，因为需要考虑该位置较密的钢筋和预应力筋的分布，在选择振动棒的过程中不能选无法插入的直径较大的振动棒，同时也要保障在振动棒的振动过程中，不会对已经绑扎固定好位置的钢筋和预应力筋产生较大的振动破坏，如果对二者的位置和绑扎效果造成了较大的伤害，必然会影响构件后期的使用性能。

三、”T”梁马蹄面气泡的防治措施

（一）控制混凝土性能

混凝土的性能对”T”梁马蹄面的气泡病害的防止具有重要的控制作用。混凝土性能的控制首先就要从控制组成材料的质量上入手，充分做好各种混凝土原材料的进场检验以及实验室性能检验，保证材料符合混凝土的良好级配的控制要求，比如水泥入场时，就要对水泥的出厂日期、水泥的类型以及型号等具体的参数指标进行检验，对于出厂时间不足，不能形成稳定的化学性能的水泥不得直接使用，可以将水泥暂时存放于干燥密闭的仓库中存放几天，当水泥的使用性能符合要求时再进行相关混凝土混合料的制备工作。对水泥的性能检测要通过制作标准的立方体试块，进行试块的实际破坏实验确定水泥的性能质量;对粗骨料进场控制的措施首先是通过观察法，粗骨料的类型，整体的形状规格进行检测，对于片状骨料较多的入场材料要杜绝其作为混凝土原材料的使用。混凝土混合料的制备要按照技术方案要求的配合比控制混合料的级配比例，对混凝土的进行充分的搅拌，对混凝土的和易性进行相关坍落度实验检验，如果发现混凝土的和易性不能有效的到达技术规范的要求就要对混凝土混合料采取有效的改善措施。

（二）优化施工工艺

优化施工工藝在”T”梁马蹄面的气泡病害的防止中能够起到良好的控制效果，同时不断优化施工工艺也能够有效的较少混凝土结构中存在的各种性能问题，同时在不额外增加成本的情况下能够取得良好的气泡控制效果。

1、在梁马蹄面模板的制作安装过程中，要注意控制模板的粗糙度和棱角处的处理，对该处的模板进行重点的光滑度打磨，保证气泡在上移排除的过程中不会受到较大的模板摩擦力阻碍作用，棱角处可以采取打磨或者安装棱角过渡装置的措施，充分保障棱角处的构件没有特别大的角度值。

2、脱模剂在模板处的使用上也不是越多越好，因为较多的脱模剂会对气泡的排除产生较大的阻碍性，所以要控制好脱模剂的用量，脱模剂的涂抹程度不能出现淌积现象，对于过多的脱模剂可以进行适当擦除，如果造成了擦除区域的脱模剂不均匀就应将该区域的脱模剂全部擦除后重新涂抹。调节好脱模剂的脱模效果与排除气泡效果的内在矛盾。

3、在混凝土的浇筑过程中，为了控制混凝土混合料能够充分填充满整个”T”梁马蹄面，在浇筑过程中采取先通过隔墙位置下料的施工方式，待观察到混凝土自梁底上浮填满至预应力管道上方后，再浇筑两隔墙间部分。混凝土浇筑采用斜向分段、水平分层、循序渐进，一次浇筑完毕的浇筑方式，分层厚度不得大于 30cm，每层混凝土待振动密实后再浇筑下一层。

4、浇筑混凝土混合料之后，及时对浇筑完成之后的混合料进行振捣，能够有效的消除”T”梁马蹄面的气泡，在振捣之前要对钢筋以及预应力筋的位置分布有较好的把握，在振捣过程中，尽量避免对二者产生较大的破坏作用。在振捣器的选择上要根据实际情况进行选择，所选的振捣设备能够充分的对混凝土结构进行振捣，将混凝土内的气泡全部排出。振捣器在使用之前，要充分检查振捣器的使用性能，如果发现振捣的工作性能出现异常，就要及时的对振捣设备进行维修或者替换，保证设备能够有效开展相关的施工工艺。振捣时间要控制好，一般以混凝土混合料的不再沉落、不再出现气泡、表面呈现浮浆视为振捣达到技术要求。根据划分好的各振捣区的振捣要气开展相关工作，采用插入式振捣器振捣混凝土时，要采取快插慢拔的施工方式，振动棒插入距离不超过作用半径的 1.5 倍。

四、结语

虽然330国道武义江大桥改建施工过程中，在“T”型梁马蹄面气泡成因及其防治措施研究中取得了一定的成果，在目前的混凝土施工技术控制中仍然存在较多的问题，主要表现在施工技术方案本身存在一定的问题，同时施工人员在施工操作上，不能有效的执行相关的技术规范要求，“T”型梁马蹄面气泡的病害控制上还应该不断的完善各种技术和施工问题。

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