混凝土外观气泡原因、危害及脱模剂影响的研究
发布时间：
2022-04-19 20:51
来源：
混凝土外观质量已成为硬化混凝土性能的重要指标。但矿物、砂石、水泥等拌合物，以及各种型号减水剂的使用，使混凝土胶凝体系变得复杂且不易控制，由于混凝土脱模剂种类较多，不同类型脱模剂性能上的差异，将导致工程建设者在选择何种混凝土脱模剂更有利于外观气泡方面造成一定困难。
一、混凝土结构表面气泡的危害
混凝土表面少量的气泡不会对构件或建筑物产生大的影响，但太多的气泡将会带来一系列的问题。
1、降低混凝土结构的强度：由于气泡较大，减少了混凝土的断面体积，致使混凝土内部不密实，从而降低混凝土的强度。
2、降低混凝土结构的耐腐蚀能：由于混凝土表面出现了大量的气泡，减少了钢筋保护层的有效厚度，加速了混凝土表面碳化的进程。
二、混凝土结构表面产生气泡的原因
1、高标号混凝土水泥用量多，水灰比(水胶比)小(0．36)，混凝土坍落度小，较粘，气泡不宜排出。
2、与某些外掺剂以及水泥自身的化学成分有关。施工中为了改善混凝土的可泵性，加入引气减水剂，产生大量气泡来增大混凝土流动性，由于引气剂掺量较大，产生的气泡较多，在振捣作用下易汇聚为大气泡。
3、由于水泥用量大，即使掺加了引气减水剂，但混凝土的粘滞阻力仍很大，振捣时间不足时气泡不易被带出。
4、冬施期间为防止混凝土达到临界强度之前受冻，要让混凝土早强，这样替代料(可以改善和易性)不能掺量太多，水泥用量相对较多，所以混凝土较夏季更粘，对气泡排除更加不利。
5、标准层施工用脱模剂为油性，粘度很大，施工中又涂刷不均，太厚，影响气泡上升，限制了表面气泡的排出，而用竹胶板水质脱模剂时气泡相对较少。
6、钢制模板封闭太严，表面排气困难。
7、操作工人振捣时间不足(此类混凝土的振捣时间应比普通混凝土长)，未按操作规程进行。
8、一次浇筑厚度太大，致使振捣效果不好，气泡更难以排出。对于高标号混凝土的浇筑厚度要严格控制，应比普通标号混凝土浇筑厚度小。
9、商品混凝土运送道路较远，混凝土坍落度损失很快，到现场时已很粘，影响气泡的排除。
10、冬施后施工时添加了太多的掺合料，将导致混凝土粘滞阻力增大，气泡不易排除。本例中更换的配比降低了掺合料用量，明显减少。
11、骨料级配不合理，粗集料过多，细粒料偏少，针片状颗粒含量过多。
三、脱模剂的种类
1、纯油类：包括各种植物油、动物油和矿物油均可配置脱模剂，但大多数采用矿物油，即石油工业生产的各种润滑油、机械油等。为降低成本，不少单位使用工业废油，但废油中杂质较多，更容易污染混凝土表面。
2、乳化油类：乳化油类大多数用石油润滑油、乳化剂、稳定剂配置而成，有时还加入防锈添加剂、防腐剂、香精等。用乳化油类作为脱模剂可以提高脱模效果，降低成本。这类脱模剂可分为油包水（W/O）型和水包油（O/W）型。一般用于钢模、铝模，也可用于塑料模、木模上。涂刷后容易干燥，干燥后形成薄膜，既省工，又省料，大大降低脱模剂成本。
3、树脂类：利用甲基硅树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂和溶剂制成的脱模剂，脱模效果好，可重复使用多次，但由于价格昂贵、有一定毒性，清理难等缺点，在国内使用面不大。
四、不同类型脱模剂和水性脱模剂不同有效成分含量对混凝土外观气泡的影响研究
1. 试验部分
(1)主要原材料
抗磨液压油，工业级；工业回收废机油，工业级；水性混凝土脱模剂（KG-1101），固含95%，市售；水性混凝土脱模剂（ZYT-5），固含65%，市售；水性混凝土脱模剂（EP-2），固含97%，市售；树脂型混凝土脱模剂-模板漆（HD-1），固含60%，市售；模板漆（YS-1），市售。
(2)性能测试材料
水泥：P·O 42.5水泥；砂子：机制砂，细度模数为2.85，含少量云母；粉煤灰：Ⅱ级；矿粉：矿粉；石子：5-35mm连续级配碎石；国内减水型聚羧酸减水剂（HL-700）：固含45%，市售。
(3)主要仪器设备
JB120-SH数显搅拌机；JEA1002电子天平；HJW60型混凝土试验用搅拌机以及ZT-1×1型小型混凝土振动台；混凝土抗压标准试模：规格为150mm×150mm×150mm。
(4)性能检测方法
混凝土外观气泡检测方法：
步骤1：
参照GB/T50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》标准进行配制C30混凝土，C30混凝土配合比见表1。
| 水泥 | 粉煤灰 | 矿粉 | 中砂 | 石子 | 减水剂 | 水 |
| 240 | 60 | 60 | 910 | 990 | 10.8 | 166 |
步骤2：
将新拌的C30混凝土浇注到已喷涂脱模剂的标准试模中，放置在振动台振动到规定时间停止，将超出试模的水泥浆刮去，抹平试模表面，常温养护24h后脱模，脱模后统计试块侧面（上面和底面除外）外观气泡直径大于2mm的气泡数量，气泡数量越多，说明脱模剂对混凝土外观气泡性能的影响越大。
2. 结果与讨论
(1)不同类型脱模剂对混凝土外观气泡性能的影响
纯油类脱模剂，选择长城46号抗磨液压油和工业回收废机油为代表；
乳液类水性脱模剂，选择型号为KG-1101和ZYT-5水性脱模剂为代表；
树脂类脱模剂，选择YS-1和HD-1模板漆为代表。比较这三种不同类型的脱模剂对混凝土外观气泡性能，结果如图1所示。
图1 不同类型脱模剂对混凝土外观气泡性能的影响
由图1可知，相同试验条件下，选择不同类型的脱模剂，混凝土外观气泡性能有明显的差异，由于不同类型脱模剂涂覆于模板所形成的隔离膜表面能和本身的吸附力不同，使得气泡排出速度不同，最终导致混凝土外观气泡性能有差异。
纯油类脱模剂吸附力大，气泡不易排出，容易在混凝土表面形成大量气泡空洞；
乳液类水性脱模剂表面张力低，可降低气泡表面张力，气泡容易破裂；模板漆成膜后形成致密而非常光滑的膜层，覆着力低，气泡容易排出，混凝土外观气泡最少。
本实验通过对比三种类型的脱模剂对混凝土外观的影响，发现树脂类脱模剂和乳液类水性脱模剂所表现的效果较好，而纯油类脱模剂效果最差。因此，在实际工程施工中，选择树脂类脱模剂和乳液类水性脱模剂更有利降低混凝土外观气泡。
由于乳液类水性脱模剂性价比优于树脂类脱模剂，在混凝土工程施工中被广泛使用，因此，对乳液类水性脱模剂做进一步的研究。
(2)不同有效成分含量对混凝土外观气泡性能的影响
选取市售型号为EP-2、KG-1101、ZYT-5的三种水性脱模剂为代表，根据每种待测样品的实际固含兑水稀释成10%～30%之间5个梯度的稀释液，考察其不同有效成分含量对混凝土外观气泡性能的影响，结果如图2所示。
图2 不同有效含量对混凝土外观气泡性能的影响
由图2可知，相同水性脱模剂产品不同有效成分含量，对混凝土外观气泡性能有明显影响，随着其含量升高，混凝土外观气泡数量呈现增加的趋势，含量越低，混凝土外观气泡性表现越好；当然，水性脱模剂在使用过程中有效成分过低可能会导致其他性能的下降，比如脱模性，针对实际工程施工来说，在保持脱模性的前提下降低脱模剂有效成分含量对混凝土外观气泡性有利。上述实验所选择的三种水性脱模剂均呈现出相同的趋势。
3. 结论
（1）通过研究纯油类脱模、乳液类水性脱模剂和树脂类脱模剂对混凝土外观气泡的影响，得出树脂类脱模剂和乳液类水性脱模剂对混凝土外观气泡影响较少，而纯油类脱模剂对混凝土外观气泡的影响较大。
（2）通过研究了乳液类水性脱模剂不同有效成分含量对混凝土外观气泡的影响，得出水性脱模剂有效成分含量越低，对混凝土外观气泡性影响越小；含量越高，对混凝土外观气泡影响越大。
振捣,坍落度,脱模剂,混凝土气泡
上一页
上一页
推荐新闻
2023-06-21
2023-06-20
2023-04-10
2022-07-01
2022-06-27