混凝土质量对铝模混凝土表观气孔的影响

混凝土质量对铝模混凝土表观气孔的影响

李强

广州番禺锦江房地产有限公司  广州市  510000

摘要：采用铝合金模板达到免抹灰的要求，主要难点在于要解决混凝土墙体成型后的垂直度和平整度以及混凝土表面的观感问题。这对铝模材料、铝模深化、铝模加固体系、铝模安装工艺、混凝土材料、混凝土浇筑以及养护等要求较高。只有从材料、工艺、养护三方面着手才能真正意义上实现免抹灰的目标。

关键词：混凝土；铝模；气泡；气孔表观质量

引言

建筑产业快速稳定发展，施工技术日渐成熟，施工过程对高效快捷的施工工序提出了更高的要求。如今建筑工程仍以钢筋混凝土结构为主，在模板施工工序下，钢模板、木质模板等仍然有较高的使用频率，其周转使用次数少且摊销成本高，难以满足建筑工程施工要求且违背低碳节能可持续发展理念。在此背景下铝模板受到更多的关注，其具有质量轻、强度高且重复利用率高等优势，在工程施工中具有较好的应用前景。

1试验

1.1原材料

（1）水泥：红狮P·O42.5水泥，安定性合格（2）粉煤灰：广西旭能粉煤灰有限责任公司，Ⅱ级，细度（45μm方孔筛筛余）25%，需水量比97%，烧失量2.0%，28d活性指数73%。（3）矿粉：S95级，烧失量0.3%，流动度比98%，28d活性指数98%。（4）集料：机制砂，连续级配，细度模数2.6，Ⅱ区中砂，松散空隙率42%；碎石，5~31.5mm连续级配，针片状颗粒＜5%，无有害杂质。（5）减水剂：中建西部建设新材料科技有限公司产聚羧酸高性能减水剂，减水率＞28%，固含量15%。（6）脱模剂：中建西部建设新材料科技有限公司产水性脱模剂，固含量≥22%，pH值7~8，无腐蚀性。

1.2试验方法。

本试验利用建筑垃圾再生砂粉为原料分别配制干密度为600、800、1000、1200kg/m3的RFC，选定水料比为0.25，砂灰比（砂与水泥用量的比值）分别设定为0.2、0.5、1.0、1.5、2.0。在此基础上，选取800kg/m3做空白试样，以标准砂同比例添加制备。泡沫混凝土流动度与抗压强度的测试参照JGT266—2011《泡沫混凝土》的相关规定进行。抗压强度试件尺寸为100mm×100mm×100mm。

1.3性能测试

混凝土的流动性能及力学性能测试依据《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》（JTG3420-2020），力学性能包括混凝土抗压强度、抗折强度以及弹性模量。抗压试验加载速度为8.0kN/s，抗折试验加载速度为0.26kN/s，测试设备为美特斯工业系统（中国）有限公司生产的E64.106型电液伺服万能试验机。静力受压弹性模量试验依照规范进行，动弹性模量根据《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》采用动态弹性模量测定仪进行测试。

2试验结果与分析

2.1砂率对混凝土表观质量的影响

砂率为50%时混凝土的大气孔数量（直径>5mm）较基准组明显增多，表观质量整体较差；砂率为44%时，直径>3mm气孔总量要少于基准组，但是直径>10mm的气孔数量明显高于基准组。综上所述，砂率为47%时的气孔控制最优，砂率增大或减小都不同程度地影响了混凝土的表观质量。这是因为，砂率增大时，混凝土稠度增大，气泡上浮逸出阻力增大，在振捣时间不足的情况下，混凝土内部未逸出的气泡量增加；砂率减小（不足）时，混凝土密实度较差，微小气泡在骨料堆积的空隙内聚集破裂，形成大气泡，难以排出。

2.2再生砂粉及标准砂对泡沫混凝土抗压强度的影响

以设计干密度800kg/m3为例，建筑垃圾再生砂粉取代标准砂制备RFC的强度明显降低，相同条件下，RFC强度为标准砂泡沫混凝土强度的50%~65%。比对标准砂和再生砂粉的外观及级配可知，标准砂表面光滑，粒径小且分布均匀，再生砂粉表面附有旧砂浆且有微小裂纹，粒径分布不及标准砂集中、均匀。因此再生砂粉与胶凝产物的黏结作用相对更弱，以再生砂粉为原料制备的RFC抗压强度低于相同条件下的标准砂泡沫混凝土。

2.3黏度对混凝土表观质量的影响

通过调整用水量改变混凝土黏度，黏度对混凝土性能以及成型面气孔总量和分布情况的影响，，ND1的大气孔（直径>5mm）数量与基准组ND2相比显著增加，影响混凝土表面质量；ND3的表观质量也较基准组ND2差，出现了少量的大气孔（直径>5mm）。基准组ND2的各级粒径气孔数量控制更优，气孔数量整体随水胶比的增加呈先减小后增大的趋势。这是由于，在混凝土水胶比较小时，混凝土黏度大，黏滞阻力增大，气泡不易排出，导致混凝土表观气孔较多；随着水胶比的增大，混凝土的黏度变小，混凝土中的气泡得以顺利排除，表观气孔减少；当水胶比过大时，硬化混凝土的密实度变差，导致混凝土表面气孔数量增加。

2.4抗压强度

抗压强度是混凝土力学性能指标，骨料紧密堆积优化混凝土(G2)的7d和28d抗压强度相比基准混凝土(G1)分别提高9%和7%，这是由于骨料紧密堆积不仅减少了混凝土内部的孔隙缺陷，还能改善混凝土内部的应力传递路径，提高了混凝土的抗压强度。此外，由图5可看出，适量的微细钢纤维可进一步提高混凝土的抗压强度。当纤维的体积掺量分别为0.2%、0.4%和0.6%时，混凝土7d抗压强度比G1提高了41%、89%和95%，28d抗压强度提高了29%、73%和64%。微细钢纤维可以提高混凝土的抗压强度是由于：（1）钢纤维在水泥基体中产生了较大的机械咬合力；（2）均匀分散的微细钢纤维能进一步填充基体孔隙，使基体结构更为密实；（3）在抗压过程中，钢纤维可以形成环箍效应，混凝土三向受压，横向变形被约束，因此提高了抗压强度。但是，当钢纤维掺量过高时，由于分散不均匀以及界面性能尚不理想，降低了混凝土抗压强度增加的幅度，甚至降低了混凝土的抗压强度，如G5组的28d抗压强度低于G4组。

2.5再生泡沫混凝土成孔机理

气孔结构是影响泡沫混凝土力学性能的重要因素，通过分析内部孔结构，揭示成孔机理及解释宏观力学性能规律具有重要意义。首先，使用DS-U1偏光显微镜对预制泡沫微观结构进行观察，并将观察图片导入ImageProPlus软件中对泡沫孔径、圆度进行统计分析。然后，制备不同砂灰比和不同密度等级下尺寸为100mm×100mm×100mm再生泡沫混凝土试件，待试件凝结硬化后使用ImageProPlus软件统计其内部气孔结构参数，对比分析不同密度等级的再生泡沫混凝土气孔参数与预制泡沫参数，并使用VK-X100K激光显微镜观察不同砂灰比条件下再生泡沫混凝土试块切面的孔结构特征，从孔结构参数变化和形貌特征两方面对再生泡沫混凝土成孔机理进行揭示。

3结论

（1）采用铝模时，为保证成型的混凝土结构具有较好的表观质量，制备混凝土时宜使用连续级配骨料，减小空隙率，控制混凝土具有适宜的黏度，同时消泡剂掺量控制为减水剂固含量的0.010%~0.015%。（2）在水胶比相同时，随砂率增大，混凝土的黏度也逐渐增大，混凝土的气孔总量呈先减少后增多的趋势，控制砂率在47%左右时能有效提高混凝土的表观成型质量。（3）随着消泡剂掺量的增加，混凝土构件气孔总量呈先减少后增多的趋势，当消泡剂掺量较少时，混凝土的含气量较大，出现大量的微小而密集的微小气孔；当消泡剂掺量过多时，容易造成混凝土拌合物流动性不良，出现表观缺陷。只有混凝土的含气量与和易性保持在一个较为平衡的状态时，才能有效提高混凝土的成型质量。

4混凝土表面产生气孔的处理措施

（1）材料方面：严格控制混凝土配合比，与商品混凝土公司对接，对混凝土进行适配，选用混凝土成型后气泡最少的配合比。同时加入适量的消泡剂，确保混凝土水气排出，减少表面气泡。（2）施工方面①施工时为避免混凝土粘在铝合金面板上，铝合金模板要求采用脱模剂，因采用油性脱模剂，油污对铝合金模板面板的污染严重，后期混凝土墙面装修层与混凝土墙体难以黏结。脱模剂应选择水性脱模剂并涂刷均匀，严禁不涂刷、漏刷、成砣等。②混凝土浇筑过程中加强旁站，禁止加水，避免振捣不密实、漏振、过振。③分层浇筑分层振捣，每次浇筑高度不得超过1m，振捣时间控制在10～20s，振捣间距不超过50cm，浇筑振捣后停留10min后再进行上层混凝土浇筑且保证下层混凝土在混凝土初凝前，上层混凝土振捣时振捣泵应插入下层混凝土不少于5cm。④在浇筑振捣过程中派专人采用橡胶锤对侧模进行敲打，确保铝模板和混凝土之间的水汽排出。

结束语

综上所述，铝合金模板比普通模板更具节能性，且重复利用率更高，整体性更好。本文结合实际工程案例，从施工准备、墙柱模板安装、梁模板安装、节点模板及吊模以及模板验收及拆除工序展开详细论述并提出几项施工质量控制对策，以发挥铝合金模板优势，提高工程质量。

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