墩柱混凝土泌水问题的分析和解决方法

王开文

(中铁十二局集团市政工程有限公司，广东珠海519000)

1 工程概况

广珠城际轨道工程唐家湾特大桥中心里程为DK94+290.1，全长3 074 m。桥梁基础为钻孔桩和承台基础;下部结构为矩形实体墩，墩高8.0～15.0 m，混凝土设计强度为C30;上部结构为现浇连续箱梁和单箱双室简支梁。其中墩柱混凝土施工采用了汽车泵泵送和吊车吊运两种施工工艺。模板为定型钢模板，混凝土一次浇筑量约120 m3。

该桥28号墩柱施工采用泵送工艺，钢模板缝隙用密封条密封;29号墩柱施工采用吊车起吊工艺，钢模板缝隙用密封条密封;30号墩身施工采用吊车起吊工艺，钢模板缝隙没用密封条密封。28号、29号和30号3个墩柱混凝土浇筑高度超过2 m时，均开始出现不同程度的泌水，28号墩泌水较严重，当时采取了人工小桶掏水和海绵吸水的方法。拆模后3个墩柱混凝土表面均出现从下往上成树状砂纹，其中28号墩柱砂纹最多，29号墩柱砂纹较少，30号墩柱砂纹最少。结合墩柱混凝土施工中出现大量泌水的现象，说明泌水是墩柱表面产生砂纹的直接原因。

2 泌水原因的分析

混凝土中的水分按存在状态可以划分为结合水、润湿水与自由水。其中自由水在混凝土中起润滑作用，混凝土坍落度在很大程度上取决于自由水量的多少和其润滑效果，这部分水与固体材料的联系较少，可以逸出混凝土，所有原材料中水的密度最小，水逸出以后上浮，形成泌水。

从现场施工的3个墩柱初步分析:28号、29号墩柱施工中，因钢模板缝隙贴了密封条，混凝土分泌的水无法漏出，就从模板与混凝土之间上涌，形成树状砂纹。30号墩柱混凝土浇筑时模板缝没加密封条，混凝土浇筑过程中产生的水从模板缝隙中漏出，仓内泌水明显减少，拆模后混凝土表面的砂纹较少。同时，混凝土输送采用泵送工艺，泵送时在压力下骨料吸附混凝土中的水分，压送到管出口将吸附的水分排出，便出现了泌水。

墩柱施工中出现明显的泌水和砂纹，可推断混凝土泌水与模板接缝处理和泵送工艺有一定关系。经过实践施工得出，实际上混凝土泌水没有哪个因素能起关键作用，不能通过某因素直接解决泌水问题。泌水的原因与混凝土的配合比、原材料、外加剂和施工控制等多方面有关。下面从几个方面具体的分析一下混凝土的泌水问题。

2.1 混凝土配合比

配合比中胶凝材料用量是影响混凝土泌水的一个主要原因。胶凝材料用量增加，拌和物颗粒的总比表面积增加，润湿胶凝材料表面所需水分量就增加，可使泌水量减少。同时，胶凝材料细度增加，会细化混凝土中的孔隙，降低孔隙连通性，使泌水通道数量减少和泌水通道距离增大，会使泌水量减少。胶凝材料较细，其反应活性增加，初期反应所需要的结合水也会增加，这也会使可逸出的自由水量减少，从而会降低泌水。

还有混凝土中的单位用水量与泌水有直接的关系。如果其它材料比例关系保持不变，用水量减少，会使混凝土中的可泌自由水量减少，泌水减小。同时砂率太小也会导致混凝土泌水。

2.2 水泥

水泥与混凝土的泌水关系密切。水泥的凝结时间、细度、比表面积和颗粒分布都会影响混凝土的泌水性能。水泥的凝结时间越长，所配制的混凝土凝结时间越长，混凝土越易泌水;水泥的细度越粗、比表面积越小和颗粒分布中细颗粒(＜5μm)含量越少，使内部水分容易自下而上运动，混凝土泌水会严重。

2.3 粉煤灰

粉煤灰对混凝土泌水的影响具有两面性。在粉煤灰品质较好的前提下，掺加粉煤灰会减少混凝土泌水:一是粉煤灰的颗粒小于水泥颗粒，比表面积较水泥大很多，对水分的吸附作用加强，因而可泌自由水减少;二是粉煤灰颗粒细小，混凝土中的孔隙细化，泌水通道减小，通道距离增加，阻碍了水分泌出;三是粉煤灰的密度较小，相对于水泥颗粒而言，不易产生浆体沉降离析，拌和物均匀性较好，有利于减少泌水。如果粉煤灰品质较差，需水量增大，会使混凝土中可泌水量增大:一是粉煤灰的反应活性远低于水泥，会使混凝土中的结合水量显著减少，导致可泌水分增加;二是粉煤灰颗粒的形貌不利于吸附混凝土的水分，也可能使混凝土中的可泌水分增加。

2.4 粗、细骨料

细骨料偏粗或者粗骨料级配不合理，会引起颗粒空隙增大，自由水上升引起混凝土泌水，这也是混凝土产生泌水的主要原因。

2.5 外加剂

混凝土外加剂的保水性、增稠性和引气性差时易出现泌水。

使用减水剂时:一方面会使混凝土中的可泌自由水量增加，使泌水增大;另一方面，由于减水剂的减水作用，同样坍落度的混凝土所需的拌和水量大大减少，使混凝土中的可泌自由水量减水。所以最终的泌水情况取决于哪种作用起主导作用。

使用优质引气剂时:混凝土中的气泡能稳定存在，则包裹气泡的水分被固定在气泡周围。且气泡足够细小，数量足够多，则有相当多量的水分被固定，可泌的水分大大减少，使泌水率显著降低;同时，泌水通道中有气泡存在，可以阻断通道，使自由水分不能泌出，导致泌水量减少。

2.6 施工控制

施工过程中的模板接缝、混凝土输送和振捣等工艺都会导致混凝土泌水。振捣过程中，混凝土拌和物处于液化状态，其中的自由水在压力作用下，很容易在拌和物中形成通道泌出。另外，如果采用泵送混凝土，泵送过程中的压力作用会使混凝土中气泡受到破坏，导致泌水增大。

3 解决混凝土泌水的方法

根据以上的混凝土泌水原因分析，这里从配合比、原材料和施工控制等方面提出解决混凝土泌水的主要方法。

3.1 混凝土配合比方面

适当增加胶凝材料用量;适当提高混凝土的砂率;在保证混凝土施工性能的前提下，尽量减少单位用水量，控制水灰比不宜过大。

3.2 原材料方面

各种材料的重要指标严格按规范检验合格后方可使用。水泥用量要适中，尽量选用普通硅酸盐水泥，且水泥的凝结时间不宜过长，比表面积不宜过小，级配不宜过分集中。

砂选用中粗砂，尤其要注意砂中0.315 mm以下的颗粒含量;碎石选用连续粒径碎石。

外加剂方面选用品质好的引气剂和泌水较小的减水剂，外加剂不要过掺，以及凝结时间要适宜。如果配合比固定，在满足标准和使用要求的情况下，选用减水率合适的减水剂掺量，避免减水率过高造成泌水。同时外加剂与水泥的适应性也影响混凝土的泌水，通过试验适配来确定。

粉煤灰选用品质好的。掺入粉煤灰能很好地改善水泥浆的粘聚性和混凝土的和易性，可减少用水量，避免泌水，且有利于集中搅拌和长距离运输，并能显著提高混凝土的抗冻融和耐久性。

3.3 施工控制方面

拌合站的计量系统要定期检定，且混凝土搅拌时间须按要求保证。

钢模板接缝可不用密封条封闭;混凝土浇筑尽量采用吊车起吊工艺。

浇筑中，混凝土用串桶等容器接料，避免从高处自由下落和在模板中长距离的流动。

严格控制混凝土振捣时间，避免过振。浇筑混凝土时，使用插入式振动器振捣，一处振动时间要控制在15～20 s，不能过振;插入间隔为振动器作用半径的1.5倍，插入的深度一般以1.25倍棒头为准，插点要均匀排列，逐点移动，以防漏振;要快插慢拔，掌握好插入的深浅;振捣时观察到混凝土不再下沉、不再冒出气泡、表面泛浆，有光泽时即可缓慢抽出振捣棒。

当模板仓面内已经出现了泌水，必须及时排除，方法是人工在仓面掏水或用海绵等吸水性强的材料吸水。严禁在模板上开孔自流，造成胶凝材料流失，影响混凝土的质量。

4 结束语

通过以上的综合方法，基本解决了桥墩柱浇筑混凝土的泌水问题，混凝土外观效果也不错。

混凝土泌水过多是一个质量通病，而且泌水受到很多因素的影响，一直是混凝土施工中的一个难题。因此，解决混凝土的泌水必须从各个方面入手，各环节共同改进，才能有效解决此问题，确保混凝土的本身质量和外观。