1、冒泡现象(存在问题)

某高铁工地，地基桩、承台混凝土，由公司自建的混凝土拌合站集中生产、运输和泵送，混凝土搅拌按正常程序进行，出机混凝土和易性良好，坍落度能满足设计180～220mm要求，但刚出机的混凝土有刺激性气味;当天施工过程中，振捣、抹面时也出现异常现象，混凝土表面有气体不停地向外冒泡现象发生。

次日早晨(10h以后)，作业人员发现前一天浇捣的混凝土表面有较多的气孔，间距约200～500mm，个别的还仍在冒泡;在混凝土表面有薄层积水处，能明显看到气泡聚集在水泥浆的表面上;在无积水的部分也能看到气泡冒出后在混凝土表面形成的气孔;从混凝土搅拌到承台浇捣主要发现以下三个问题。①刚出机的混凝土有一股刺激性气味;②浇捣后承台上出现的气泡用打火机点燃有轻微的爆破声;③二次抹面将气孔抹掉后，不久又有新的气孔产生。

某工地承台混凝土产生冒泡现象，如图1，其中左图是一工作人员用打火机点燃气泡，可听到轻微的爆破声。

同一混凝土拌合站，使用同一批原材料生产的混凝土，都有不同程度发生相同的问题，混凝土表面产生冒泡现象。

2、原因分析

初步判断冒泡现象与一定的温度及劣质原材料有关，冒泡现象持续混凝土浇筑10h以后，随着水泥水化反应产生水化热，使得大体积混凝土内部温度较高，此时，胶凝材料在显碱性的混凝土溶液中发生化学反应，放出可燃性气体，初步判断是劣质粉煤灰里的部分物质在混凝土中产生化学反应放出气体造成。

鉴于本地区一级粉煤灰资源比较紧张，因此此类品质略低于二级灰的粉煤灰也被广泛使用。试验结果和实际使用证明，此类粉煤灰的使用对混凝土并无明显的不良影响。

针对以上现象进行模拟试验：将胶凝材料(水泥、两种粉煤灰)分别放入装有水或碱性溶液的烧杯中，在65℃的烘箱中放置30min，观察溶液变化情况，试验结果发现：①水泥、优质粉煤灰在水或碱性溶液中没有显著化学反应产生气体;②劣质粉煤灰(深黑色的粉煤灰)，在碱性溶液里会发生化学反应产生大量的气体。将产生大量气体的烧杯放在室内冷却至20℃时，气体不再产生，再将烧杯放入65℃烘箱中加热，15min后又产生大量气体。

(1)为了探明品质好坏粉煤灰化学成分的区别，通过XRD分析及相关实验。结果显示粉煤灰品质优劣的最大区别是：劣质的粉煤灰中含有金属铝，而优质的粉煤灰中没有。

(2)由于水泥水化反应产生了强碱Ca(OH)2使混凝土显碱性，而铝在碱性条件下会发生化学反应产生H2，水化反应产生热量使得此反应更加剧烈，因此将形成混凝土表面冒泡现象。

反应方程式如下：

硅酸三钙水化：3CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(3-x)Ca(OH)2

硅酸二钙水化：2CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(2-x)Ca(OH)2

虽然氢氧化钙的溶解度小但它是强碱，所以混凝土还是有较强的碱性。

2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑

(3)出机混凝土有刺激性气味可能是由于水泥和粉煤灰加工过程中掺入的助磨剂，有的助磨剂生产企业厂区内有一股刺鼻的氨味，这将直接影响到混凝土中的氨释放量，而科学使用助磨剂将为企业带来显著经济效益，在混凝土由搅拌站运输到现场过程中由于氨逐渐溶解在水中，所以浇捣后的混凝土的刺激性气味不明显。

3、解决办法(采取措施)

试验表明：产生气泡需要具备三个条件：劣质粉煤灰、碱性溶液、一定的温度。

(1)建议对使用劣质粉煤灰时进行化学分析或模拟试验。

(2)发现颜色深黑色或与水拌合后有刺鼻的味道(氨味)的粉煤灰，要拒绝使用。

(3)简易方法：①目测粉煤灰的颜色，清水跟深黑色粉煤灰搅拌(1：0.3)，发现手上有粘黑色中带油脂的，要求退场。

②跟清水搅拌后嗅觉有一种刺鼻的异常的(氨)气味，要求退场。

4、结束语

(1)随着目前国家对火电厂的废气排放要求日趋严格，火电厂需对其排放的烟气进行脱硫脱硝，而常用的脱硝技术就有使用氨或尿素喷入高温炉膛的方式，有的厂家为了提高效率在加工粉煤灰时掺入会释放氨的助磨剂，这些都将导致出机混凝土产生刺激性气味的气体。由于工期紧，优质粉煤灰供不应求，搅拌站可能会采用含铝金属的劣质粉煤灰，这种劣质粉煤灰在显碱性的混凝土中发生化学反应产生可燃的氢气，导致浇捣后的混凝土产生冒泡现象。

(2)工程实例表明，对于氨释放量超标及含过量铝金属的粉煤灰应该禁用，否则浇注的混凝土强度低，耐久性差，将直接影响到工程的质量，严重的将会威胁到人们的生命和财产安全。

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