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1、淺論高強(qiáng)抗沖耐磨混凝土氣泡成因分析與控制技術(shù)楊勇，吳崢睞（中國水利水電第七工程局冇限公司，四川成都610081）摘要:結(jié)介溪洛渡水電站泄洪洞無壓段混凝土工程，主要針對爲(wèi)強(qiáng)抗沖耐磨混凝土特點(diǎn),通過現(xiàn)場試驗(yàn)調(diào)査，從微觀角度對混凝土表而氣泡形成機(jī)理與排出機(jī)理進(jìn)行了分析研究，對泄洪洞無壓段混凝土澆筑工藝進(jìn)行了改進(jìn)，提出了減少氣泡的有效措施,對高強(qiáng)抗沖耐磨混凝土表而氣泡的消除具有一定借鑒意義。關(guān)鍵詞：溪洛渡水電站；泄洪洞；高抗沖耐磨混凝土；氣泡成因；控制技術(shù)1工程概況溪洛渡水電站左岸1#、2#泄洪洞無壓段為城門洞型，襯砌后凈空斷面為14mX19m（寬X高）,襯砌厚度0.8m-1.0m,設(shè)計混凝十標(biāo)
2、號C9（）40F150W8（配合比見表1）,分底板、邊墻、頂拱三序澆筑，按9.0m進(jìn)行分塊。其屮，泄洪洞無壓段底板澆筑含兩側(cè)60cm小邊墻，單倉小邊墻尺寸為：9.0mX1.（）mX0.6m（長X寬X高）,小邊墻模板采用1,5mX0.6m拼裝鋼模板。試驗(yàn)倉澆筑期間，1#、2#泄洪洞無壓段底板小邊墻氣泡比較突出，出現(xiàn)了直徑達(dá)5mm的大氣泡?；炷翚馀萑毕莶粌H影響外觀，最嚴(yán)重的是對泄洪洞安全持久運(yùn)行產(chǎn)牛影響。為避免氣泡缺陷造成高速水流下對泄洪洞表面的氣蝕破壞，減少麻期的修補(bǔ)費(fèi)用，需要在施工過程屮就減少表面氣泡的出現(xiàn)。表1C9040F150W8混凝土施工配合比設(shè)計等級級配水膠比粉煤灰品種及摻量（
3、%））用水量(kg/m3)膠材(kg/m3)砂率（%）坍落度（mm）水泥煤灰臥400.401級30%120210903470?905)40■-0.40I級30%13323310039.5140?160減水劑：采用JM-PCA引氣劑：采用ZB-1G2混凝土氣泡的物理特性混凝土振搗前內(nèi)部散布著大量氣泡，主要包括混凝土拌合、運(yùn)輸、下料過程引入的空氣泡，減水劑中引入的氣泡以及引氣劑中的微小氣泡。作為單純水溶液中的氣泡，為氣、液兩相體系，氣泡的液膜是很薄的，只有幾納米厚，容易破滅。而存在于混凝土漿液中的氣泡的液膜粘附有大量水泥等固體顆粒后，氣泡山單純的液膜變成液一固復(fù)合膜，液膜變厚，彈性增強(qiáng)，所以
4、氣泡存在的穩(wěn)定性人大加強(qiáng)。通過振搗，部分氣泡直接排出，部分氣泡發(fā)生移動，人最獨(dú)立存在的氣泡可能相遇，并發(fā)生粘附，兩個氣泡被液膜相隔，在振搗機(jī)械作用下，加上氣泡內(nèi)口J能存在的壓力差，小氣泡中的氣體沖破液膜進(jìn)入大氣泡中，結(jié)果兩泡合并，反復(fù)作用后，可形成許多大尺度氣泡。I大I此，大氣泡形成與氣泡的特性（氣泡液膜的穩(wěn)定性）以及振搗影響密切相關(guān)。3氣泡分類穩(wěn)定性分析3.1空氣泡混凝土拌合、運(yùn)輸、卜?料過程引入的空氣泡。該類型氣泡泡徑人且極不穩(wěn)定，極易聚合成更大泡徑的氣泡，稱為不穩(wěn)定氣泡。在工程施工過程，在欠振、漏振的情況下，產(chǎn)生的表面氣泡主要是這類空氣泡。3.2減水劑引入氣泡減水劑引入一定最的微細(xì)
5、氣泡，由于相同的電性斥力作用，這些氣泡處于水泥顆粒之間如同滾珠軸承一樣使水泥顆粒分散，從而增加了水泥顆粒間的滑動作用，起到一定的減水作用。但是這些氣泡大小不均勻、形狀不規(guī)則、不穩(wěn)定。隨著運(yùn)輸和振搗的進(jìn)行，往往小氣泡互相聚合成為大氣泡,并最終向外溢出到達(dá)混凝土表而形成氣泡。因減水劑中的氣泡介于穩(wěn)定與不穩(wěn)定間，稱為介穩(wěn)氣泡。3.3引氣劑引入氣泡引氣劑形成許多微細(xì)氣泡，這些氣泡尺寸在20-200um之間，而且均勻分布在混凝土內(nèi)部，氣泡表面的液膜也比較牢固，從熱力學(xué)的角度講，即液膜的動電電位較高，能阻止氣泡聚結(jié)，氣泡相對比鮫穩(wěn)定，不易破滅，這與減水劑引入的氣泡有本質(zhì)區(qū)別，對混凝土抗?jié)B和耐久性都是
6、有利的。因此合格的引氣劑引入的氣泡是微細(xì)氣泡，一?般不會聚結(jié)成大氣泡而溢出。工程實(shí)踐也表明，泄洪洞混凝土控制引氣劑摻量將含氣雖按4%設(shè)計下限水平控制，但氣泡問題并未因此得到改善，也說明引氣劑引入的氣泡與混凝土表面氣泡形成關(guān)聯(lián)不人。3.4水泡水泡為水泥顆粒凝絮作用所包裹的水在后期蒸發(fā)以后所形成的水囊空腔所致，與水泥的多少和水灰比的人小關(guān)系佼人，水泥用量較少的低標(biāo)號混凝土屮H由水相對較多，從而使水泡形成的機(jī)率增大。4氣泡排出機(jī)理分析混凝土表面氣泡的形成，主要是混凝土中氣泡無法順利排出聚集在模板邊緣的結(jié)果?；炷猎谡駬v作用下液化，成為稠厚勻質(zhì)的固液氣三相共存的似液混合物。振搗使微小氣泡相互接近
7、，聚結(jié)成稍人的氣泡，在浮力作用下克服漿液粘性阻力上升排出。根據(jù)stoke原理，氣泡上升的速度?氣泡的大小成正比，?粘液的粘性成反比。首先，從混凝土粘性方面分析，當(dāng)澆筑高標(biāo)號混凝土?xí)r，由于高標(biāo)號混凝土膠凝材料用量較大,具混凝土的粘性較人，造成氣泡排岀需要的時間較長。經(jīng)過現(xiàn)場計時，本工程單點(diǎn)振搗時間要達(dá)到60?80s時混凝土表而才有大氣泡冒出，即便如此，小邊墻氣泡仍未減少。另外，膠凝材料用量越大,氣泡排出越困難，木工程澆筑14-16cm
