混凝土泌水原因的分析

2013-07-11张希刚

商品混凝土 2013年11期

张希刚

（山东麒升新型材料有限公司，山东济南 250121）

0 引言

混凝土泌水是在混凝土施工过程中经常遇到的一种质量事故，混凝土泌水影响混凝土的和易性和施工性能、影响混凝土强度的增长并且容易造成混凝土堵泵影响施工进度，给工程造成一些不必要的经济损失。为了能够提前预防混凝土泌水现象的发生，保证混凝土质量，谈一下几点看法：

1 水灰比

水灰比是抗渗混凝土配合比设计中必须要考虑的一个重要因素，JGJ55—2011《普通混凝土配合比设计规程》中，对抗渗混凝土的最大水灰比做出了相应的规定，见表1。规定混凝最大水灰比是因为：水灰比大的混凝土，混凝土内部存在大量的游离水，并且随着混凝土凝结时间的变长，游离水在混凝土内部压力的作用下通过毛细孔，流到混凝土的表面，造成混凝土泌水。

表1 抗渗混凝土最大水灰比

2 胶凝材料

胶凝材料通常是指水泥、矿粉、粉煤灰及硅灰等。水泥作为混凝土的主要胶凝材料，混凝土泌水与水泥的泌水性能密切相关。水泥的颗粒级配、粗细程度及凝结时间都会影响混凝土的泌水。颗粒级配良好的水泥，可以减少水泥内部的空隙率，切断水泥内部游离水的运动路径，能有效的防止混凝土泌水；水泥越细，比表面积就越大，水泥的水化速度就越快，混凝土在硬化前所需要的水量就越大，混凝土就越不容易泌水；水泥的凝结时间越长，混凝土的硬化时间就越长，水泥颗粒的沉降时间就越长，混凝土就越容易泌水。不同品种、不同强度等级的水泥，水泥的颗粒级配、粗细程度和凝结时间都不相同，泌水程度也不相同。

矿渣微粉又称为矿粉。矿粉主要用于混凝土掺合料，由专业的工厂生产，制作混凝土时加入到混凝土中，矿粉在生产的时候加入适量的石膏，石膏可以延长混凝土的凝结时间，但凝结时间延长容易造成混凝土泌水。因此 JGJ55—2011《普通混凝土配合比设计规程》对混凝土配合比设计中矿粉的掺量做出了规定。矿粉经反复的加工磨细，比表面积可到达 400～500m2/kg 之间，产生微集料效应。以微集料的形式存在于混凝土中，改善混凝土中的孔结构，使孔径得以细化和均化，提高混凝土的抗渗性，可以显著减少水泥混凝土的泌水量，改善水泥混凝土的和易性。

粉煤灰是电厂烟囱里的灰尘、固体物收集起来，经过反复的加工磨细形成的一种矿物掺合料。粉煤灰的结构在显微镜下观察，粉煤灰是晶体、玻璃体及少量未燃炭组成的一个复合结构的混合体。由于粉煤灰的形状是以玻璃体的形式存在的，在混凝土中发生滚珠效应增加混凝土的和易性，并且粉煤灰的产浆量约是水泥的 3 倍，可以显著提高混凝土的和易性、密实性和流动性，以提高混凝土的抗渗性。粉煤灰还可以减少混凝土的碳化，提高混凝土的表面强度，增强混凝土表面抗开裂的能力，也能反映粉煤灰可以提高混凝土的抗渗性。

3 骨料

粗细骨料级配不合理，引起颗粒空隙增大，自由水上升引起混凝土泌水，是混凝土泌水的原因之一。试验室对5～10mm、10～25mm 粗骨料性能试验，试验结果见表2。

表2 骨料性能试验

从试验室进行的检查结果分析：单粒级配粗骨料5～10mm、10～25mm 的石子，孔隙率分别为：43%、46%。分别拌合混凝土拌合物后测定其泌水率分别为 5.1%、8.0%。按 3∶7 的比例复掺 (5～10)∶(10～25) 粒径的石子，孔隙率为 40%，混凝土泌水率为 2.6%。

试验室对细骨料也进行了深入细致的研究，试验结果如下：细度模数最大 3.31，最小 2.30。用不同细度模数的砂拌合混凝土拌合物，测定其泌水率分别为：细度模数 3.31 时，泌水率 14.5%；细度模数 2.30 时，泌水率 7.7%。然后又将河沙和人工砂进行复配，配置成级配良好的砂子，测定其细度模数 2.53，泌水率 3.95%。由此可见粗细骨料的级配对混凝土泌水影响很大。

4 减水剂

夏季混凝土使用的外加剂通常为缓凝高效减水剂，掺量过多或者其中缓凝组分过多，影响混凝土的凝结时间，造成石子下沉，水、水泥和砂石土出现分析现象，即造成新拌混凝土的泌水和离析，大量的自由水泌出混凝土表面，影响水泥的凝结硬化，影响混凝土拌合物的性能。

外加剂可以从以下两个方面进行调整，一个是合成，一个是复配。

通过调整合成工艺，可改变减水剂的分子量或者分子链长度。实践证明，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；如果分子量较小、分子链较短，虽可使减水率增加，但同时使混凝土的泌水率增大。

复配是改善混凝土泌水性能的一个行之有效的方法。复配过程中，可以引入合适的增稠组分，如各种纤维素、糊精等水溶性高分子材料。实验室进行了增稠剂 H 掺量对混凝土泌水率的影响试验，掺量从 0 到 0.50×10-4，结果列于表3。试验结果表明，在此掺量范围内,随着增稠剂 H 掺量的提高，混凝土的泌水率明显下降，而对坍落度和坍落度损失，以及对扩展度和扩展损失均无不良影响。

增稠剂 H 掺量对混凝土泌水率的影响见表3。

外加剂中掺有适量的引气剂，引气剂在混凝土内部形成大量均匀、质量稳定的微小气泡，这些气泡均匀的分散在混凝土内部，有的分散在泌水通道中，切断了游离水的运动路径，有效地防止了混凝土泌水。试验过程分析如表4。

5 施工影响

混凝土在振捣过程中要坚持：“快插、慢拔”的原则。将混凝土内部的气泡，引出。在振捣过程中，如果混凝土棒从混凝土中提出的速度过快，则会导致混凝土振捣不密实、漏振等现象，这样在混凝土内不会形成大量的毛细管，增加混凝土的泌水率；如果混凝土在振捣过冲出现过振现象，则混凝土浆体上浮，出现离析现象。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。