浅析道路和地坪混凝土表面起灰成因及预防措施

2015-04-07刘迎宾

商品混凝土 2015年10期

关键词：泌水耐磨性水泥

刘迎宾

（成都山峰混凝土工程有限公司，四川成都 610041）

浅析道路和地坪混凝土表面起灰成因及预防措施

刘迎宾

（成都山峰混凝土工程有限公司，四川成都 610041）

本文结合实际从原材料、配合比设计、施工质量等角度出发，阐述了道路和地坪混凝土表面起灰成因，并提出了预防混凝土表面起灰的技术措施。

混凝土；表面起灰；预防措施；道路；地坪

0　引言

在车流量及运输荷载较大的场所对混凝土道路及地坪的耐磨性能要求较高，且要求表面平整、美观、不起灰、不跑砂[1-2]。但在实际过程中常常会遇到道路和地坪混凝土表面起灰、跑砂等工程质量问题，严重影响混凝土路面和地坪的美观性、耐磨性及抗渗性，引起质量纠纷与投诉，给施工单位和混凝土企业带来不同程度的损失。因此，本文结合我公司在道路及地坪混凝土工程中实际应用经验，从原材料、配合比、施工质量等角度出发，对道路和地坪混凝土表面起灰成因进行了分析，并提出了预防混凝土表面起灰的技术措施，相关经验对同类工程具有一定参考价值。

1　成因分析

道路和地坪混凝土表面起灰的根源是混凝土表层结构疏松、强度不足、耐磨性差。导致混凝土表层结构疏松、强度不足及耐磨性差的主要原因有两方面：一是混凝土保水性差导致泌水，使混凝土表层的水灰比大于混凝土内部，表层水泥水化程度较高，表层水化产物之间搭接不致密，形成较大孔隙率；其次是混凝土养护不当，致使混凝土表层水分散失过快，表层水泥水化程度较低，形成大量水孔[3]。从大部分工程案例统计分析来看，因泌水导致混凝土表面起灰的案例占多数。

1.1原材料因素

（1）水泥

受潮结块及强度不合格的水泥胶结性能差，易造成混凝土强度、硬度和耐磨性都显著降低。安定性不良的水泥会造成混凝土体积变形过大，从而大大降低混凝土的整体强度和耐磨性，在外力作用下，混凝土表面起灰极易发生起灰现象。水泥的品质、矿物组成、凝结时间、细度及颗粒分布也会直接影响混凝土的泌水性能，从而影响道路和地坪混凝土的耐磨性能[4]。矿渣硅酸盐水泥的保水性较普通硅酸盐水泥差，容易引起混凝土泌水和表面起灰。采用 C3A 含量较高的水泥可以提高保水性，降低混凝土泌水和表面起灰。水泥初凝时间偏长，容易导致混凝土沉降和泌水增加，最终引起混凝土表面起灰。水泥细度偏大、小于 5µm 的细颗粒含量偏少、早期水化速率慢，则增加泌水可能性，从而增加混凝土表面起粉的可能性。

（2）骨料

骨料含泥量较多会严重影响混凝土单位用水量并导致混凝土表面泌水增多，同时严重影响水泥水化，降低混凝土表层强度，导致混凝土表面起灰。石子粒径越大，混凝土越易泌水和表面起灰。砂的细度模数和颗粒级配对混凝土表面起灰具有显著影响，尤其是 0.315mm 以下及 2.5mm 以上的颗粒含量。细度模数大于 3.1 的砂易引起混凝土泌水；细度模数小于 2.3 的砂易引起混凝土需水量增加、干缩变大、表面开裂、粘结强度降低，混凝土表面起灰的可能性增加。

（3）矿物掺合料

粉煤灰、矿粉等矿物掺合料对混凝土泌水、耐磨性能及表面起灰的影响主要取决于其品质[4]。优质粉煤灰含有较多微珠，可以改善混凝土的粘聚性、保水性；低品质粉煤灰活性低，微集料效应减弱，会增大混凝土的泌水量，从而易引发混凝土表面起粉的质量问题。矿粉可以降低水泥浆体的屈服应力，改善混凝土和易性，但矿粉中玻璃体保水性较差，水化速率相对水泥颗粒较慢，比表面积较小时会增加混凝土泌水和表面起灰的可能性。

（4）外加剂

混凝土减水剂掺量过高时，会造成混凝土离析；减水剂中的缓凝成分较高时，会引起混凝土超缓凝和泌水增加。在满足混凝土的力学性能和耐久性的前提下，掺加引气剂并合理控制混凝土含气量，可以显著降低混凝土泌水和表面起粉。

1.2配合比设计因素

（1）强度等级

混凝土耐磨性与强度成正比关系。一般情况下，抗压强度达到 C30 的普通路面及地坪混凝土才有足够的抗磨性能[5]。因此，普通路面、地坪的混凝土强度等级不应低于 C25。但施工单位为降低工程造价，盲目降低混凝土强度等级至C20～C15，严重降低混凝土的抗磨性能，引起混凝土表面起粉。

（2）水胶比及单位用水量

水胶比及单位用水量显著影响混凝土的耐磨性。混凝土水胶比过大时，游离水含量增加，游离水的蒸发会在混凝土内部及表层产生大量毛细孔，显著降低密实性及表层强度，造成混凝土起灰。水胶比固定，单位用水量增加，混凝土坍落度增加，稠度降低，易泌水导致混凝土起灰。有关研究表明：用水量固定时，混凝土的耐磨性随水泥用量的增大先降低后提高；固定水泥用量时，混凝土的耐磨性基本随用水量的增加而下降；采用降低用水量的途径较采用提高水泥用量的途径来改善混凝土的耐磨性更具经济性和技术性[1]。

（3）砂浆体积分量及砂率

路面及地坪混凝土主要靠表面砂浆层来承受磨耗，因此砂浆体积分量会直接影响混凝土施工的均匀性及表面砂浆层的性质。研究表明：耐磨性随砂浆体积分量的增大总体呈提高趋势，在低水灰比条件下更为明显[1]。在保证混凝土强度满足设计要求及施工性能的前提下，应尽量降低砂率。砂率越大单位用水量越大，泌水几率增加，导致混凝土表层起灰。

1.3施工质量因素

（1）振捣

混凝土振捣应以混凝土均匀密实、表面平整、便于收浆抹面为目的。混凝土过振或局部过振会使混凝土结构不均匀，出现离析、泌水现象，引起混凝土表面起粉。尤其是大掺量粉煤灰混凝土，过振造成自重较轻的粉煤灰在混凝土表面富集，出现起灰现象。

（2）收光抹面

混凝土收光抹面时间过早容易使混凝土表面泌水，影响表层强度，阻断泌水通道，在压实层下形成泌水层，造成修光层起壳。混凝土收光抹面时间过迟会扰动或损伤水泥凝胶组织结构，影响砂浆强度增长，造成表面起灰。施工人员为便于收光抹面，在混凝土面层随意洒水，致使混凝土面层水灰比增大，强度严重降低，从而出现“起灰”现象。

（3）养护

养护方法未根据气候条件、混凝土强度等级和水泥品种而及时调整，养护时间不够，致使混凝土表面强度不够而产生“起灰”现象。在高温低湿环境下，未在混凝土终凝后及时采取保湿养护，混凝土表面水分大量蒸发，表层水泥浆体未充分水化而起灰。混凝土表层水泥尚未凝结硬化就进行洒水养护，或雨季为加强防范措施造成表面受到雨水的冲刷，致使混凝土表面水灰比增大或水泥浆流失，事后随意撒水泥粉处理，从而造成路面“起皮”或“起砂”现象。

2　预防措施

2.1严格控制原材料质量

（1）水泥。严禁使用受潮结块的水泥，尽量采用质量稳定、凝结时间不宜过长，比表面积不宜过小的 42.5 级普通硅酸盐水泥或道路硅酸盐水泥。P·O42.5水泥应符合 GB 175—2007《通用硅酸盐水泥》的规定，P·R42.5 水泥应符合 GB 13693—2005《道路硅酸盐水泥》的规定。

（2）矿物掺合料。粉煤灰应选用 Ⅰ、Ⅱ级灰，粒化高炉矿渣粉应选用 S75、S95 和 S105 级矿粉，其质量应分别符合 GB/T 1596—2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》和 GB/ T 18046—2008《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》的规定。

（3）骨料。粗骨料宜优先选用粒径 5～31.5mm 连续级配碎石，含泥量不大于 1%。细骨料不宜选用细砂，宜选用级配良好的Ⅱ区中砂，机制砂石粉含量不应超过 10%。粗、细骨料的其他技术指标应符合 JGJ 52—2012《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》和 JGJ/T 241—2011《人工砂混凝土应用技术规程》的规定。

（4）减水剂。减水剂宜选用引气早强型聚羧酸减水剂，选用时应考虑与水泥的相容性及控制含气量在 2.5%～3.0%。减水剂技术指标应符合 GB 8076—2008《混凝土外加剂》和GB 50119—2013《混凝土外加剂应用技术规范》的规定。

2.2严格规范配合比设计

（1）根据 GBJ97—87《水泥混凝土路面施工及验收规范》，用于公路、城市道路和厂矿道路的混凝土最大水灰比不应大于 0.50，水泥用量不应小于 300kg/m3。在进行混凝土配合比设计时，必须严格控制水泥用量、水胶比、砂率等技术指标，使之满足施工、设计及规范要求。矿物掺合料合理掺量应经试验试配确定，减水剂不得超掺。

（2）在生产之前应制定专项方案和技术交底下发搅拌站，并对搅拌站技术人员、相关生产人员和管理人员进行岗前培训和技术交底工作，明确质量控制的关键环节、操作要点和注意事项。

（3）每次开盘前应对搅拌站原材料准备情况进行落实，确认原材料备料是否充分，原材料品种是否与设计要求一致以及质量是否满足要求。开盘前对砂石含水率进行测定，每天划分 3 个时段对含水率进行检测，遇到下雨应增加测定次数，并及时调整含水量，满足混凝土强度等级和施工和易性的要求。

（4）生产时应对开盘混凝土计量误差进行鉴定，搅拌站试验室技术人员对第一盘混凝土进行工作性指标检测。搅拌站出厂检验员必须对每车混凝土进行出厂检验，工作性满足要求方可放行。

2.3严格控制施工质量

（1）混凝土运抵工地后，施工方应仔细核查混凝土类别和等级，防止与普通混凝土相混用，同时施工方应在监理方的陪同下进行取样。

（2）施工基层不能有积水，运输及浇筑过程中不得往混凝土搅拌车内加水，不可过量洒水做面层，杜绝任何增大混凝土水胶比的行为，从而影响路面强度和耐磨性。

（3）施工过程中不漏振、不过振，及时抹面；出现泌水时不能简单采用撒干水泥粉的处理方法。

（4）注意压平、收浆时间，这是施工中的重点，对地坪的成型质量极为重要。用收浆滚进行压实收浆完成后，应进行均浆工艺施工，使混凝土浆层均匀，避免产生厚浆和薄浆表面。最后应进行真空吸水，降低混凝土水灰比，增加地坪混凝土强度，尤其是早期强度[6]。真空吸水完成后，宜在混凝土初凝后、终凝前使用磨光机对混凝土进行磨光修平处理。

（5）混凝土完全终凝 1～2 小时后，安排专人进行分区养护。养护用水不得直接冲淋混凝土表面，用水养护至少 14天。混凝土浇筑后 28 天内不能投入使用，车辆等重物不能对混凝土进行碾压和拖拉。