浅论现浇混凝土泌水的因素及防治

林志鹏

现浇混凝土的性能主要包括和易性、坍落度损失、含气量、泌水率等。如果混凝土的配合比设计合理、原材料合格，则和易性（除保水性外）、坍落度损失、含气量等都可以通过混凝土外加剂进行调整，而泌水率则没有可以直接调整的方法。长期以来，现浇混凝土的泌水一直是一个难题，原因在于泌水受到很多因素的影响，但是没有哪个因素能起关键作用，不能通过该因素直接解决泌水问题。下面结合实践，就现浇混凝土的泌水现象作如下探讨。

1.泌水的处理

混凝土由胶凝材料、细骨料、粗骨料、外加剂、水等按一定的比例拌合硬化而成。商品混凝土浇筑成型后水泥初凝前，由于重力作用，粗骨料及水泥颗粒比重大，产生沉降、水分比重小，上浮至混凝土表面，产生泌水，水泥净浆浮至粗骨料上方，产生内分层。水分中的自由水要从混凝土内部泌出到表面，需要经过较长的距离，犹如经过弯弯曲曲的微细水管，最后到达表面。

泌水易于发生在非干硬性拌合物中。这种拌合物在浇筑与捣实以后、凝结之前，表面会出现一层水分或浮浆，可达混凝土浇筑高度的2～3%或更大，这些水或向外蒸发，或因水泥继续水化被吸回，伴随发生混凝土体积减小；此外，部分上升的泌水积存在集料下方开成水囊。

2.泌水对混凝土的影响

混凝土产生泌水以后，泌水部位的混凝土中会产生缺陷，导致该部位强度降低。泌水对混凝土强度的影响虽然很有限，但对混凝土耐久性的影响至关重要。因为水分从混凝土内部泌出到表面以后，在混凝土中形成了从内到外的通道，这些通道首先降低混凝土的抗渗透能力，虽然这些通道很难直接或通过仪器观察到，但对于混凝土的抗渗透性能影响很大，这一点对于有抗渗透性能要求的混凝土，如水工混凝土、海工混凝土工程等非常重要。其次，泌水对混凝土的抗腐蚀能力、抗冻性能影响很大，原因同样与泌水以后留下的通道有关，腐蚀性介质通过泌水通道很容易进入混凝土内部，到达钢筋表面产生钢筋锈蚀，或者直接与水化产物发生腐蚀反应。

3.产生泌水的因素

混凝土的泌水几乎与混凝土生产的所有环节有关，如配合比、胶凝材料、含气量、振捣过程等。

3.1配合比

影响混凝土泌水的配合比因素主要有胶凝材料用量和砂率。胶凝材料用量增加或者砂率增加，会使拌和物颗粒的总比表面积增加，润湿水分量增加，使可泌水量减少。同时，骨料比例越好，砂细度模数偏小细颗粒用量增加，会使泌水通道长度增加，对减小混凝土泌水有利。胶凝材料用量增加，会使混凝土的粘聚性增加、保水性改善，对减少泌水有利。混凝土中的单位用水量与泌水有直接的关系，如果其他材料比例关系保持不变，用水量增加，会使现浇混凝土中的可泌自由水量增加，泌水增大。

3.2胶凝材料

胶凝材料影响混凝土泌水主要与其反应活性、细度、颗粒形貌等有关。胶凝材料细度越高，比表面积越大，则湿润胶凝材料表面所需的水量越多，即润湿水量较多；同时如果胶凝材料较细，其反应活性增加，初期反应所需要的结合水也会增加。这两部分水的增加会使可以逸出形成泌水的自由水量减少，从而对降低泌水有利。另外，较细的胶凝材料会细化混凝土中的孔隙，降低孔隙连通性，导致泌水通道数量减少和泌水通道距离增大，使得泌水量减少。胶凝材料形貌不同，其比表面积也不同，所以需要的润湿水不同，最终影响混凝土的泌水。

3.3含气量

含气量对现浇混凝土泌水有显著影响。现浇混凝土中的气泡由水分包裹形成，如果气泡能稳定存在，则包裹该气泡的水分被固定在气泡周围。如果气泡很细小、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，如果泌水通道中有气泡存在，气泡犹如一个塞子，可以阻断通道，使自由水分不能泌出。即使不能完全阻断通道，也使通道有效面积显著降低，导致泌水量减少。含气量对泌水的影响非常重要，当然必须使用优质引气剂，混凝土中的气泡能稳定存在，而且气泡足够细小。众所周知，由于气泡的润滑作用可以有效减小颗粒间的摩擦阻力，引气同时改善混凝土的和易性。

3.4振捣过程

施工过程中影响混凝土泌水的主要因素是振捣，振捣过程中，混凝土拌和物处于液化状态，此时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，如果是泵送混凝土，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。

4.泌水的防治

根据混凝土泌水的原理和各因素影响泌水的机理，解决混凝土泌水主要方法有以下几种。

（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，在不满足其他性能的前提下，使混凝土适量引气。在保证施工性能的前提下，尽量减少单位用水量。

（2）原材料方面，选用较细的胶凝材料和高品质的引气剂。

（3）减水剂方面，选用混凝土泌水较小、流动度大的高效减水剂。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。

（4）施工方面，严格控制混凝土振捣时间，避免过振。另外，对于现浇混凝土的性能控制，选取适当的控制点，使得控制有利于减小混凝土泌水。假如要控制最大含气量，控制点可选在入仓口，将混凝土输送过程中含气量损失对泌水的影响降到最低。当仓面内已经出现了泌水，必须及时排除，其最有效的方法是真空吸水、人工在仓面掏水或用海绵等吸水性强的材料吸水，尤其在混凝土收面时更应该及时吸去泌水，便于混凝土收面确保混凝土外观质量。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。尤其在混凝土收面时更应该及时吸去泌水，以便于混凝土收面。

（5）通过外加剂改善混凝土的泌水。混凝土外加剂（减水剂）一般是有机高分子物质。有机高分子的分子量、或者分子链长度直接影响其性能。如果减水剂的分子量较大、分子链较长，会使混凝土的泌水减少，但是同时减水剂的减水率较低；如果分子量较小、分子链较短，则使减水率增加，同时使混凝土的泌水率增大。有些减水剂在主分子链上存在支链，无论主链支链，较长时会使混凝土泌水减水，但减水率也相应降低，如果主链短而支链长，则会使泌水减少的同时，对减水率影响不大。一般情况下，减水剂不是由单一分子量的分子组成，而是各种分子量的分子混合组成。在既要减少泌水又要保证减水率的情况下，需要优化减水剂的分子量级配，使得小分子和大分子物质达到最佳搭配关系。

5.小结

由于缺乏直接的减少混凝土泌水的有效方法，解决混凝土的泌水必须从各个环节共同改进，使得各因素的影响降到最低，才能使现浇混凝土的泌水得到很好解决。但是要做到这一点，就要求我们工程技术人员必须具备并充分掌握水泥混凝土各个材料组分的性质及其相互作用的知识，以及较丰富的工程经验，只有综合平衡考虑混凝土拌合物的各项性能才能配制出理想的无泌水混凝土。 [科]